激光熔覆加工技术是新兴的绿色再制造技术中的重要一员。激光熔覆技术经过了十几年的高速发展如今已经在破损零件修复工程中被广泛应用。尽管轴类零件的激光熔覆再制造技术已经被广泛应用于实际生产，但是缺乏一套完整的理论分析体系作为支撑并指导实践。本文选取细长的阶梯轴为例，将阶梯轴的激光熔覆过程先从理论上进行深入分析，再通过ANSYS有限元分析软件的模拟仿真研究阶梯轴的温度场分布和应力场分布。最后再通过实验的方式验证阶梯轴的ANSYS模拟结果是否与实际相符。　　阶梯轴的ANSYS有限元分析首先是建模，文章提出了一种全新的轴类零件建模和网格划分方法。并对几种热分析单元做了计算对比找到最优模拟单元。在对阶梯轴的温度场分析过程中，在阶梯轴三段熔覆区上各选择两个关键点对其温度随时间的变化做了深入探讨。阶梯轴的应力分析方法借鉴了温度场分析的关键点分析方法，并且规划了一条路径研究应力随路径的变化情况。为了研究阶梯轴的变形，本文设计了8组熔覆实验，通过记录的实验数据发现一条使得阶梯轴变形最小的熔覆路径，可以用于指导实际生产。　　文章最后将实验的数据与ANSYS模拟的数据做了对比，验证了ANSYS建模的正确性以及对温度场、应力场以及变形模拟的真实有效性。通过对阶梯轴两端约束变形的模拟进一步验证了最优路径的有效性。随后通过这一理论指导石油钻探工程中的一根铜管的熔覆，更进一步证实了最优路径的合理性。在以后的实际修复轴类工程中，可以先通过ANSYS模拟寻找变形和应力集中最小的最优熔覆路径，然后再开始熔覆工作。本文所述方法有着很大的实际应用价值。