作为新一代激光技术的代表，光纤激光毛化设备不但克服了传统激光毛化设备晶体热效应严重、体积庞大、稳定性差、不适应大规模生产要求等诸多缺点，而且毛化质量好，成本低，效率高，可以实现有序、无序毛化，功能多，易实现模块化、集成化，为激光毛化技术的推广奠定了基础。然而，光纤激光毛化技术正处在初步发展的阶段，各主要参数对毛化过程的影响都不完善。与传统激光毛化相比，由于光纤激光的波长短，金属对其吸收率更高，可以单频、单模运转等诸多差异，因此毛化过程中各主要参数对毛化结果的影响也不尽相同。利用数值模拟的方法对光纤激光毛化进行研究，对于预测、分析各主要毛化参数对毛化结果的影响，优化毛化工艺和探索新的毛化方法都有十分重要的理论指导意义和实际应用价值。本文采用数值模拟的方法模拟光纤激光毛化过程中，激光功率、扫描速度、脉冲宽度、离焦量对毛化熔池的影响，模拟结果表明，激光功率是决定毛化熔池温度和形貌的主要参数，二者近乎线性关系。并依据模拟结果利用光纤激光毛化设备对9Cr3Mo轧辊进行毛化，探索、研究了可控性无序激光毛化工艺，提出了四种无序毛化的方法，即：速度调试法、频率调试法、外部调试法和综合调试法。实验结果表明，四种方法都可以实现无序毛化，其中综合调试法无序化程度更大，毛化质量最佳。研究结果已应用于实际生产。