等離子弧焊（PAW）是利用鎢極與工件之間的壓縮電弧（轉移弧）或鎢極與噴嘴之間的壓縮電弧（非轉移弧）進行焊接的一種方法。利用從焊槍中噴出的等離子氣進行保護，并在其外圍補充一輔助保護氣體。該方法采用外部壓力。圖5.16給出了轉移型等離子弧焊示意圖。等離子弧焊是紐約人RobertGage于1957發明的（美國專利號為2806124）。等離子弧還用于切割和噴涂。等離子弧廣泛用于有色金屬的切割，在大厚度鋼板的切割方面也得到了較多的應用。等離子噴涂既可使用粉末噴涂材料，也可使用絲狀噴涂材料。等離子熔覆技術是采用等離子束為熱源，使金屬表層獲得優異的耐磨、耐蝕、耐熱、耐沖擊等性能的新型材料表面改性技術。該技術是在等離子高能束流輻照下，將同步送到工件表面的合金粉末熔化，并使工件表面淺層同時熔化，在工件表面形成合金熔池；待高能束流束移開之后，在工件自身的快速熱傳導以及工件周圍空氣的輻射傳熱作用下，合金熔池快速凝固，從而形成成分均勻、致密、組織細小均勻、無顯微氣孔及裂紋，同工件形成良好冶金結合的量涂層。等離子熔覆是一種快速非平衡凝固過程，具有過飽和固溶強化、彌散強化和沉淀強化等多種強化效應。與激光熔覆、電子束熔覆相比，等離子熔覆是一種、、低成本的表面改性新技術.等離子熔覆技術的這些特點顯示出極為重要而廣泛的應用前景。工程機械、礦山機械以及鋼鐵加工機械中有許多零部件在服役過程中受到嚴苛的沖擊磨損、磨粒磨損和腐蝕磨損。據不完全統計，每年因磨損、腐蝕而報廢或更換零部件所造成直接和間接經濟損失約占國民經濟總產值的4%。應用等離子熔覆技術實現表面強化，就可以大大延長這些部件的使用壽命，具有很大的經濟效益。比如，鋼鐵行業線材軋機中的關鍵零件——導輥，其工況條件相當復雜而苛刻。當熾熱的軋件通過導輥時，在摩擦力的作用下帶動導輥高速旋轉。導輥很容易發生失效，包括磨損、出現裂紋、斷裂、轉動失靈等，其中高溫磨損失效是主要的失效形式。導輥消耗大、更換頻繁，一直是個亟待解決的問題。目前常用的導輥為高鉻鑄鋼導輥，其使用壽命很短。由于壽命短，價格較高，大大制約了鋼鐵線材的生產效率。等離子熔覆表面改性技術是在金屬表面通過按照程序軌跡運行的等離子束流在高溫下通過同步送粉方式獲得優異性能的、冶金結合的、低成本的表面工程技術，它因具有廣闊的應用前景、巨大的經濟效益和社會效益而在工業生產中廣泛采用。其技術優勢在于能夠在金屬零件表面快速依次形成與弧斑直徑尺寸相近的熔池，將合金粉末同步送入弧柱或熔池中，粉末經快速加熱，呈熔化或半熔化狀態與熔池金屬混合擴散反應，隨著等離子弧柱的移動，合金熔池迅速凝固，形成與基體呈冶金結合的涂層。本文通過在20Cr鋼基體表面熔覆一層高性能的Fe基合金粉末制備試樣，利用光學顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、電子探針(EMPA)以及顯微硬度計等實驗設備對熔覆層和熱影響區的組織、相組成、顯微硬度等進行了分析測試，通過實驗結果結合金屬學理論對等離子熔覆凝固和相變規律進行了系統的分析和闡述。通過熱力學判據分析粉末配方中的成分可能發生的主要反應結合試樣中C、Cr含量利用Cr-C二元相圖和Fe-Cr-C三元相圖分析M7C3和M23C6的形成的可能性和形成原因及形成過程。根據分析結果，M7C3是在1755℃以下產生的，溫度降至1576℃以下時發生包晶反應生成一次M23C6，由于掃描順序的原因，后面熔覆的焊道會對之前熔覆焊道產生熱作用，導致部分M7C3繼續分解為二次M23C6