激光修复具有效率高、变形小、结合强度高、残余应力小等特点,与常规修复工艺相比优势明显,已成为再制造领域的研究热点。激光修复前需要对损伤部位进行抛光、清洗等前处理,修复后需要对修复区进行材料去除,以提高修复精度和表面光洁度。目前激光修复的前后处理一般都是采用机械刀具,面临着刀具磨损、狭小区域无法加工等问题,也会影响到工件修复质量。针对这一问题,本文提出全激光增减材复合修复方法,以Inconel718为试验材料,使用三类光纤激光器分别进行裂纹清洗、增材修复、精密减材和表面抛光,取得了较好效果。为了探索全激光增减材复合修复进行工艺,使用三种光纤激光器分四个工艺步骤进行试验:(1)使用脉冲光纤激光器清洗Inconel718表面微裂纹,得到无裂纹缺陷且表面氧化层较小的U型凹槽;(2)使用连续光纤激光器并采用预置铺粉的方式修复凹槽,得到连续均匀无缺陷的修复区,并且与基体形成良好的冶金结合;(3)使用脉冲光纤激光器去除多余修复材料,得到热影响区较小的表面且具有较高的去除效率;(4)使用光纤激光器抛光较粗糙表面,得到粗糙度为Ra 1.44μm的表面。基于全激光增减材修复工艺优化结果,分析了全激光修复件和基体的微观组织、物相、显微硬度、拉伸强度和摩擦磨损等力学性能。研究发现:修复区与基体形成良好的冶金结合,修复区微观组织均匀细密;综合力学性能可达到基体材料相同指标的85%以上,和传统修复方法相比有明显改善。为了分析激光修复机理,利用有限元法建立了激光修复的三维有限元模型,分析了激光修复的温度变化规律。通过使用ANSYS有限元软件对激光修复过程的温度场进行数值模拟,分析了激光功率和修复速度对激光修复温度场的影响规律,数值计算结果与试验测量结果的对比表明,该激光修复模型对性能的预测是可靠的。