火焰喷涂工艺包括工件表面准备、预热、喷涂底层、喷涂工作层和涂后处理。
工作表面准备
为使涂层粒子很好地侵润工件表面，并与微观不平的表面紧紧咬合，最终获得高结合强度的涂层，要求工件表面必须洁净、粗糙、新鲜，因此表面准备是一个十分重要的基础工序。表面处理包括表面清理及表面粗糙两个工序。
表面清理是指脱脂、去污、除锈等，使工件表面呈金属光泽。一般采用酸洗或喷砂除锈、去除氧化皮，采用有机溶剂或碱水去除油污。对于修复旧件来说，还要加热到260~530℃，保温3~5h，去除毛细孔内的油脂。
粗糙表面是对预喷涂表面进行加工，目的是进一步保证表面质量，提高结合强度和预留涂层厚度。粗糙表面一般采用车削、磨削、喷砂等方法。对于由打底层和工作层构成的涂层，打底层厚度一般为0.1~0.15mm，工作层最低厚度为0.2mm。
预热
预热有利于熔粒的变形和相互咬合，提高沉积率，降低涂层的内应力，去除工件表面的水分。预热温度不宜过高，对于普通钢材，一般控制在100~150℃为宜。可直接用喷枪预热，但要使用中性焰或轻微碳化焰，也可采用电阻炉等预热。
工件预热是安排在表面准备工艺之前还是之后对涂层的结合强度也有很大影响。条件允许时，最好将预热安排在表面准备之前，防止预热不当表面产生氧化膜导致涂层结合强度降低。
喷涂
工件表面处理好之后，要在尽可能短的时间内进行喷涂。为增加涂层和基材的结合强度，一般在喷涂工作之前，先喷涂一层厚度约0.1~0.15mm的放热型的镍包铝或铝包镍粉末作为打底层。打底层不宜超过0.2mm，否则，不但不经济，而且结合强度下降。喷涂镍-铝复合粉末时，应使用中性焰或者是微碳化焰。另外，选用的粉末粒度以180~250目为宜，以避免产生大量的烟雾及其沉积导致结合强度下降。
喷涂时，要掌握和控制喷涂材料的性质、火焰的性质以及热源的功率、喷涂材料的供给速度、雾化参数、喷涂距离、喷涂角度和喷涂的移动速度等，以获得高质量的涂层。喷涂材料的供给速度除取决于热源功率和喷涂材料的性质外，供给速度还直接影响趁机效率和涂层质量。供给量过大，不仅沉积效率低，而且涂层中还会存在熔融颗粒粗大，甚至会出现一段段未融化的丝粉或粉粒，使涂层质量变坏。若攻击速度过低，则喷涂速度太低，喷涂成本增大。
火焰喷涂是依靠压缩气体对熔化材料进行雾化和对熔融颗粒加速。雾化气体的压力和流量过大，会使热源温度降低并影响热源的稳定性；压力和流量不足，则雾化的颗粒粗大和熔融颗粒飞行速度较低，影响涂层的质量。
根据喷涂热源、喷涂材料等具体情况，喷涂聚力（即喷嘴和基材表面之间的直线距离）一般为100~150mm。若喷涂距离过大，则熔粒撞击基材表面的温度和动能不够，不能产生足够的变形，而且氧化趋于严重，涂层氧化物夹杂增加，这将影响涂层的质量，而且还会导致基材表面温度过高。喷涂角度一般为60~90°。当喷涂角度小于45°时，会产生所谓的“遮蔽效应”，使涂层形成许多不规则的空穴和涂层中氧化物夹杂含量增加，大大降低涂层的性能。
在沉积效率一定的条件下，一次喷涂过后，涂层厚度则主要取决于喷枪和工件的相对移动速度，火焰喷涂的每道涂层的厚度要控制在0.1~0.15mm，因此喷枪与工件的移动速度一般为7~18m/min。为获得厚的涂层，应进行多次喷涂。在喷涂过程中，工件温度不应超过250℃，温度过高不仅影响结合强度和使涂层脱落，还可能引起工件变形并导致基体组织发生变化。工件温度过高时，可采用距喷涂部位一定距离、不直接朝向喷涂部位吹风的冷却方式降温，还可采用间歇式喷涂方法控制工件温度。
喷后处理
火焰喷涂涂层是有孔结构，在腐蚀条件下工作时，需要将空隙密封。常见的封孔剂有石蜡、环氧树脂等。密封用的石蜡是指有明显熔点的微结晶石蜡，其中美国Metco 185密封剂具有耐盐、淡水和几乎所有酸、碱性能。
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