在航空航天、兵器制造业以及石油化工等领域,为得到钢材更好的使用性能一般在钢基体表面熔覆其他合金层来实现对碳钢的表面改性。本文采用TIG堆焊方法对Q235A钢表面改性进行了研究,研究中采用了三种焊丝：分别是Φ0.8mm的SG-CuSi3铜焊丝、Φ0.8mm的ER49-1低碳钢焊丝和Φ1.0mm的MGL-309L不锈钢焊丝。研究了三种焊丝堆焊焊缝成型参数与焊接工艺参数的关系,建立了以焊接电流、送丝速度、焊接速度为因子的熔池形状回归方程,确定了三种焊丝熔覆低碳钢较佳工艺规范。采用ANSYS软件分析堆焊成型过程,根据焊后堆焊层实际几何尺寸建立模型,采用单元生死技术和高斯热源模型,通过编程模拟不同焊接工艺参数下的焊接温度场。模拟结果如下：随焊接热输入量增加,堆焊层金属及母材基体所达到的最高温度升高,堆焊层金属冷却速率变慢,温度梯度变小,母材熔化量增多,对熔宽和熔深影响较大。计算结果采用焊接热循环曲线对比的方法来验证,模拟结果与试验结果吻合较好。通过光学显微镜、扫描电镜和能谱分析仪对试样结合界面、堆焊层进行了分析。结果表明：(i)对于铜钢结合界面,随着焊接热输入增加,Fe溶质在堆焊过程中电弧力的搅拌作用下进入铜熔池,形成球状、树枝状、花瓣状和片状泛铁相；(ⅱ)Q235钢与不锈钢异种钢焊接时会产生碳迁移现象,形成增碳层与脱碳层。不锈钢中含量比较多的Cr具有亲C性质,致使C通过焊接熔合线向不锈钢一侧扩散迁移,Q235A钢一侧形成脱碳层,而不锈钢一侧形成增碳层,碳化物在熔合线附近聚集形成一条白亮的碳化带。(iii)对于不锈钢堆焊层,蠕虫状、板条状、骨架状以及球状形态的铁素体共存于奥氏体不锈钢焊缝中；(iv)而对于铜堆焊层,热输入量较小时堆焊层主要表现为树枝晶,热输入较大时,堆焊层中出现泛铁相。力学性能研究结果表明：堆焊层硬度由于微观组织的不均匀性和Fe元素的含量及分布具有很大的波动,平均显微硬度随焊接热输入的增加而增大。Q235A钢表面熔覆改性后具有较好的耐腐蚀性能。