加氢反应器人孔法兰以及凸台密封面长期工作于高温、高压与腐蚀性环境中,为保证上述零部件的服役性能而必须在其内壁以气保堆焊的方式平焊和横焊堆焊不锈钢耐蚀层。现行的堆焊工艺为选用不锈钢药芯焊丝进行双层堆焊,但是该工艺方法存在堆焊层夹渣的缺点。绞股焊丝因具有熔敷效率高、稀释率低等特点而在堆焊应用中存在着天然的优势。因此,针对不锈钢药芯焊丝堆焊层存在夹渣的问题,本文选用不锈钢绞股焊丝展开了试验研究。研究内容由不锈钢绞股焊丝熔滴过渡特征、平焊堆焊工艺研究、横焊堆焊工艺研究以及堆焊层组织与性能分析四个部分构成,具体如下:通过高速摄像与焊接电弧分析仪对不锈钢绞股焊丝熔滴过渡参数区间、焊接参数匹配以及熔滴过渡特征进行了研究。随焊接参数的增加,熔滴过渡方式依次出现短路过渡、混合过渡、射滴过渡与射流过渡;射滴过渡时熔滴过渡稳定性最佳,熔滴过渡频率约为100次/秒。当电弧电压低于25 V时,熔滴以短路过渡方式向熔池中过渡;当焊接电流大于195 A、电弧电压大于27 V时,熔滴由短路过渡方式转变为射滴过渡方式;通过线性拟合的方式获得了不锈钢绞股焊丝焊接参数匹配经验公式U=0.09I+7.4。通过与药芯焊丝平焊焊道熔宽与余高进行数据对比,并结合工程指标,确定出不锈钢绞股焊丝平焊堆焊工艺参数范围。研究了焊接速度、焊接热输入以及搭接量对不锈钢绞股焊丝平焊堆焊焊道成形的影响规律,获得了优化的平焊堆焊工艺参数区间。所获的平焊堆焊参数区间为:焊接电流I=195A～235 A、焊接电压U=26 V～30 V、焊接速度v=0.3～0.36 m·min-1、搭接量a=0 mm～1 mm。平焊堆焊层组织为奥氏体+少量δ铁素体双相组织;堆焊层铁素体含量、耐晶间腐蚀性能、堆焊层化学成分、硬度以及大小侧弯性能均满足相应标准要求,满足工程应用要求。研究了焊枪倾角、焊接速度以及热输入对不锈钢绞股焊丝横焊堆焊层成形的影响,并对不锈钢绞股焊丝横焊焊道成形机理进行了分析。通过工艺试验,获得了优化的不锈钢绞股焊丝横焊堆焊工艺试验参数:焊接电流I=195 A～215 A,焊接电压U=26 V～28 V、焊枪倾角向下倾斜-8°、焊接速度v=0.36 m·min-1～0.42 m·min-1、搭接量a=0 mm～1 mm。横焊堆焊层的组织与性能分析结果表明,堆焊层铁素体含量、化学成分、耐晶间腐蚀性能、硬度以及测完性能均满足相应标准要求,满足工程应用需要。