堆焊是用焊接方法在零件表面堆敷一层具有特定性能材料的工艺过程。堆焊对受磨损机械零件的修补具有延长零件的使用寿命、节约贵重材料、降低制造成本等优点。用自保护药芯焊丝进行堆焊能有效提高修补效率、缩短生产周期和降低成本,对提高机械设备和零件的安全寿命有很大的社会和经济效益。本文根据常用耐磨堆焊材料的特点,在参考传统结构钢用自保护药芯焊丝渣系的基础上设计了C-Al-CaF2-MgO耐磨堆焊用自保护焊丝渣系。本渣系中,C作为脱氧剂,并充分利用其脱氧产物CO作为保护气体;采用Al作为固氮、脱氧剂;采用CaF₂和MgO作为主要造渣剂;加入K2CO3作为稳弧剂;Si、Mn联合脱氧。在此基础上,采用一系列分析手段对该渣系组分对药芯焊丝熔滴过渡行为、焊接电弧稳定性、熔渣覆盖及脱渣性等方面的影响进行了系统的研究和探讨。通过高速摄影观察熔滴过渡过程、水中收集熔滴和焊接飞溅测试等方法,研究了渣系组分对熔滴过渡行为及飞溅性的影响。结果表明:石墨含量6%时,Al粉含量10%时,MgO含量8%时,具有较少的飞溅,但飞溅率仍然不低于10%。通过德维创瞬态数据分析仪同步测试了焊接过程的电弧电压和焊接电流数据,生成电弧电压、焊接电流波形图;同时结合高速摄影观察电弧的形态,研究渣系组分对焊接电弧稳定性的影响。结果表明:随着石墨含量的增加,电弧稳定性逐渐变好;随着Al粉和MgO含量的增加,电弧稳定性先好转,然后恶化;石墨含量6%,Al粉含量10%,MgO含量8%时有最佳电弧稳定性。通过熔渣覆盖性评定及落球脱渣性试验研究了渣系组分对渣覆盖及脱渣性的影响。结果表明:随Al粉、MgO含量的增加,熔渣抱团倾向增大,覆盖性变差;Al粉含量的增加稍微增加了脱渣性,MgO含量的增加恶化脱渣性,但总体来说影响较小;当Al粉含量10%,MgO含量8%时有最佳覆盖性及脱渣性。最后,本文得出了具有较好焊接工艺性能的药芯焊丝渣系主要成分最佳含量范围为:石墨（5⁶%）-Al粉（10%）-MgO（8%）-CaF₂（30%）。