激光熔覆技术是金属零件增材制造领域的重要组成部分,近年来,我国在激光熔覆理论创新和学科发展方面取得了丰硕的科研成果,并在应用方面取得了进步。激光熔覆作为一种新兴的制造技术,其优点包括:无污染、绿色环保;节约材料,降低成本,减少生产周期;成形零件致密,有较好的物理、化学、力学性能,其组织细小、均匀。因此,该技术具有极大开发和研究意义,如今激光熔覆技术在航空航天、机械工业、汽车工业等领域得到广泛应用,成为零件制造的新方法,打破了传统制造的约束。本文首先综述了激光熔覆技术在国内外的研究状况,在航空航天、机械工业等领域的应用研究,并总结激光熔覆技术的优点及缺点。然后对激光熔覆的相关理论进行研究,通过实验优化工艺参数及扫描路径。并研究成形过程中的缺陷形成机制,得到相应的控制策略,获得质量良好的熔覆层。最后使用ANSYS软件对熔覆过程进行仿真分析。在激光熔覆理论研究部分,主要分析了激光熔覆过程中能量分配,合金粉末、基体材料、激光束三者之间的相互关系及熔池内部液体金属的流动机制,总结影响熔覆层质量的因素有激光光斑半径、激光功率、扫描速度、送粉速率等。在实验部分本文选用316L不锈钢粉末作为研究对象,基体材料同样选择316L不锈钢。通过正交实验研究激光功率、送粉速率,扫描速度三种工艺参数对单道熔覆线的形貌、微观组织、维氏硬度的影响主次顺序,分析得到优化参数范围。其次,通过对横向搭接率及纵向搭接率的研究,分析横向搭接率和z轴提升量对成形的影响。利用得到的工艺参数,采用五种扫描路径成形实心工件,并对其进行拉伸性能分析,找出最优路径。对比锻造等传统方式成形的试件,判断最优参数是否合理。利用显微镜分别观察单道熔覆线和实心工件的组织形貌。通过对激光熔覆过程中产生的气孔及裂纹等缺陷的理论分析,找出控制策略。最后,通过ANSYS有限元分析软件,分析激光熔覆单道及多层熔覆过程的温度场变化,观察熔池截面形状,与实验数据进行对比,判断仿真是否可靠。