本文开发出了氮合金化明弧硬面药芯焊丝,探讨了微合金元素和回火温度对氮合金化明弧硬面药芯焊丝堆焊层金属组织和性能的影响。大量的试验表明,研制出的氮合金化明弧硬面药芯焊丝的焊接工艺性能良好、堆焊层金属的性能满足使用要求。微合金元素Nb、Ti、V的加入可以使堆焊层金属的晶粒得以细化,同时微合金元素Nb、Ti、V与碳、氮形成的细小弥散的氮化物、碳化物和碳氮化物起沉淀强化的作用,能够减少焊接熔池中的自由氮,有效地减少氮气孔的形成,提高堆焊层金属的耐磨性能。开发出的氮合金化明弧硬面药芯焊丝其堆焊层金属硬度值为36.5～45.5HRC,显微组织为板条马氏体和Cr、Nb、Ti、V的碳氮化物的复合物,堆焊层金属中的碳氮化物质点在高温下不易分解,有良好的稳定性和抗高温回火性能。回火温度为550℃时,堆焊层金属的硬度值达到最大值,回火温度高于550℃,硬度值基本保持不变。氮合金化明弧硬面药芯焊丝堆焊层金属的磨损失重量为磨粒切削后留下的塑性磨痕和碳氮化物处造成的块状剥离,堆焊层金属具有良好耐磨性能的最佳回火温度为480～520℃。通过对研制的氮合金化明弧硬面药芯焊丝、埋弧药芯焊丝以及英国明弧药芯焊丝堆焊层金属的显微组织、硬度、耐磨性能以及第二相粒子的研究和对比,发现研制的氮合金化明弧硬面药芯焊丝的堆焊层金属具有良好的抗高温回火性能,更具有实用价值。