涂层的性能受组织形态的影响，而涂层的组织结构受电弧喷涂时各个工艺参数的影响，但喷涂过程中电流和电压在一定程度上决定了涂层的组织结构。该试验分别采用喷涂电流和电压作为试验的变量喷涂相同的金属丝材，喷涂后的表面的宏观形貌如图1 所示。
图1a ~图1d 涂层的电压恒定在32 V 不变，电流不断变化。如图1a 所示: 当电流较小时，涂层表面的熔滴粒子尺寸较小，且排列均匀无过大的熔滴粒子，涂层表面粗糙度较低; 随着电流的增大，熔化量增多，熔滴粒子在电弧发生短路时熔化较多的丝材，从而形成较大的熔滴粒子，其在压缩空气和熔滴力粒子自身重量的双重作用下撞击到基材表面，导致涂层最表层的熔融粒子间隔较大，排列较松散，表面粗糙度升高。
图1e ~图1h 涂层的电流恒定在200 A 不变，电压不断变化。从图1f 可以看出: 喷涂电压在32 V 时熔融粒子具有较为良好的熔化效果及较高的沉积率。如图1e 所示: 当电压较小时，丝材不能稳定燃烧，熔化效果不佳，熔滴粒子撞击涂层表面时无法黏着，因此涂层的表面粗糙度较低; 随着电压的增大，情况有所改善，但喷涂电压值不能过大，如图1h 所示: 过大的喷涂电压会严重烧损丝材中的元素，当金属液滴含气量过高时，凝固时气体析出，导致孔隙率提高，粗糙度升高。因此在保证电弧稳定燃烧和工作效率的情况下，应该尽量选择尽可能低的喷涂电压进行喷涂。
图1 NiAl /3Cr18Mo 涂层的表面形貌
采用超景深三维观察显微系统观察NiAl3Crl8Mo截面形貌如图2 所示。从图2a 涂层和图2e 涂层的截面可观察到有未熔及半熔颗粒黏在涂层表面，这是因为当电压和电流较小时，丝材不能稳定熔化，且喷涂丝材熔化不充分，熔滴尺寸较小冷凝速度快造成的。可以通过对比图2 中的图2a ~ 图2d 涂层可看到，涂层最表层的熔融粒子间隔逐渐变大，且排列较松散，表面粗糙度变大; 这是因为当电压恒定时，随着电流的增大，熔化量增大，熔滴粒子在电弧发生短路时熔化较多的丝材，导致熔滴粒子尺寸变大所造成的; 同时，对比图2中的图2e ~ 图2h 涂层可看到，当电流恒定时，随着电压的增大，丝材的燃烧逐渐趋于稳定，熔滴粒子的尺寸也逐渐变大，导致涂层表面突出粒子增多，表面粗糙度升高。
图2 NiAl /3Cr18Mo 涂层的截面形貌
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