激光熔覆技术具有的良好涂层加工制造使用性能优势使其在汽车、航天、国防等领域得到了广泛的应用。激光熔覆技术主要应用的方面有激光熔覆成型、激光修复、表面改性等。近年来激光技术以及相配套的送粉技术和数控技术的发展使得其得到了更加广泛的应用。但是,激光熔覆技术依旧存在其不足之处,特别是是自动化程度亟待提高。本课题以提高熔覆过程自动化为出发点,对熔覆过程中形成的熔池采用机器视觉的方法进行检测并寻求熔池和熔覆带在熔覆工艺参数变化时的变化规律,为基于熔池检测来建立激光熔覆自动控制系统打下坚实的基础。为此,本课题主要对以下几个方面进行的研究:首先阐述了课题产生的背景及研究意义。针对激光熔覆熔池检测技术的研究发展现状进行综述,了解现有熔池检测技术的检测方式及其检测成果。分析了现有研究中的局限性及不足处。确定下来研究的内容是熔池特征和熔覆带质量随熔覆工艺参数变化的规律并分析熔池特征和熔覆带质量变化规律之间的联系。分析熔池的特点,建立起合适的熔池硬件检测系统。硬件检测装置主要包括合适参数的相机与镜头及相应的衰减片滤光片等。根据硬件检测装置所获得的熔池图像的特点选择合适的图像处理算法并在Labview环境下进行程序编写,成功的获取到了熔池的面积、长度和宽度。利用预置粉末单熔覆道激光熔覆技术不同粉末可以方便地同时熔覆的优势,研究了不同种类粉末在熔覆工艺参数变化时,熔池特征及熔覆带质量的变化规律。熔覆工艺参数包括激光功率、光斑扫描速度、预置粉末层厚度以及基体的预热温度。熔池的特征则包括主要熔池的面积、长度和宽度三个几何参数。熔覆带的质量包括熔覆带的高度宽度、熔覆带的稀释率、热影响区深度。试验总共研究了三种粉末:Fe327,SF6,Ni55,各取自激光熔覆中铁基、钴基、镍基三种常用的自溶性合金粉末。试验结果发现不同的材料其变化规律大体相同,局部有所差别。考虑到实际应用中,同步送粉激光熔覆应用最为广泛,单独取出Ni55进行同步送粉激光熔覆进行研究。首先对同步送粉单熔覆道熔覆时的熔池特征和熔覆带质量随工艺参数的变化规律进行了研究。在单熔覆道激光熔覆送粉的研究的基础上又对多道搭接激光熔覆熔池特征和熔覆带质量随熔覆工艺参数的变化规律进行了初步的研究。