水泥行业是现代工业基础之一，在水泥生产过程中，原料的破碎粉磨是重要环节。在对矿石等物料的剧烈挤压粉碎中，水泥辊压机挤压辊承受着高强度的磨粒磨损和周期性的挤压应力，会造成辊面材料消耗，同时引起疲劳破坏，最终会导致挤压辊报废。辊压机辊面经常由耐磨堆焊层制备并可通过堆焊方法修复，提高耐磨层与辊子基体的结合强度就显得十分重要。用改进后的推离试验法测试堆焊层与母材之间的结合强度。通过手工送丝的钨极氩弧堆焊工艺，分别利用四种市售药芯焊丝和九种自制药芯焊丝制备堆焊层。其中，四种市售药芯焊丝包括高Cr高Mn焊丝、含Nb焊丝、TiC型焊丝和高铬铸铁型焊丝；九种自制耐磨型药芯焊丝包括三种改变CaB6含量、三种改变B4C含量以及三种改变铌铁含量的药芯焊丝。通过堆焊试件的微观组织及EDS分析、推离试验以及对推离试验后的断口进行宏观和微观形貌分析，研究堆焊层与母材的结合性能。试验表明，用高Cr高Mn焊丝制备的堆焊层与45钢母材的结合强度平均值达到350MPa以上。堆焊层主要为奥氏体组织，合金元素固溶于奥氏体中，具有良好的韧性。其断裂大部分发生在母材过热区，属于韧性断裂。碳化钛焊丝堆焊层主要为颗粒状碳化物、马氏体和残余奥氏体组织，堆焊层与母材之间结合性能较好。断口一部分位于热影响区，一部分在堆焊层金属中，断裂形式是韧脆混合断裂。含铌焊丝堆焊层的组织是大量的NbC及含铬碳化物存在于亚共晶基体里，结合性能较碳化钛堆焊层稍差。高铬铸铁堆焊层金属含有大量过共晶组织，推离试件断口全部位于堆焊层金属中，呈脆性断裂，结合性能在市售焊丝中最差。自制药芯焊丝的高铬铸铁型堆焊层与母材之间的结合性能都在200MPa以下，并且都是脆性断裂，断裂位置均在堆焊金属中。在改变CaB6含量的三种焊丝堆焊层中，随着焊丝中B4C的不断增加，堆焊层中过共晶组织不断增多，但碳硼化物尺寸减小，试件结合强度有先增加后降低的趋势。改变B4C含量与改变铌铁含量焊丝的堆焊金属中，都随着合金粉末增加而出现更多的过共晶组织，同时堆焊层与母材结合性能都有所降低。堆焊层晶间存在显微偏析，其韧性较晶体内部差，断裂易在晶间发生。在市售和自制的高铬铸铁型药芯焊丝堆焊层内易出现低塑性脆性裂纹。