在21世纪绿色制造的倡导下,激光熔覆技术在零件的各种表面改性技术中尤显突出,已广泛应用在各种复杂零件的回收再利用中。然而作为一种新兴起的加工方法,激光熔覆技术仍有不少技术难点需要突破,其中最重要的就是加工后零件的性能问题。不仅需要保证熔覆表面与基体贴合的高度一致,也需要保证熔覆表面具有优于基体材料的物理性能。对于Ni60A自熔性合金粉末来说,其能极大的提高钢材表面的硬度、耐磨性,提高零件使用寿命,但由于其仍性较差,在工艺参数等加工条件选取不当时,在零件的表面易产生裂纹。本文就在此研究背景上研究熔覆层组织性能、根据仿真与实验来分析裂纹的萌生及扩展规律。论文的研究内容概括如下:（1）本文需要获得工艺参数对熔覆层组织的生长影响,以便为实际加工中控制熔覆层组织提供理论支持。本文首先基于固体热传递公式,借助ABAQUS商用仿真软件建立了单道熔覆温度场仿真模型,对一些加工条件进行了合理假设,根据温度场仿真结果选取了影响熔覆层组织生长的温度场特征值,并推导出了熔池温度梯度、凝固速度等的提取方法。后根据温度场特征值变化规律及实验结果得到了熔覆层组织转变的G/R分布、枝晶生长转化规律,并讨论了熔覆层内不同枝晶生长情况对熔覆层性能的影响。（2）根据多组变工艺参数的单道熔覆、多道熔覆实验探究其对熔覆层稀释率及裂纹率的影响,并根据实验结果讨论熔覆层缺陷情况。实验结果表明,熔覆层输入能质比的提高会使材料融化更充分、熔池面积增大、稀释率提高,稀释率的提高使熔覆层的韧性得到改善、裂纹密度降低。熔覆层裂纹率随输入线能量的增加而降低,在高线能量下,送粉量越大裂纹率越高,在低线能力下则相反。同时送粉量的提高会使熔覆层表面平整度变差、熔覆层缺陷增多,从而导致裂纹密度增大。在各种情况下熔覆层中可能出现气孔、表面质量差等缺陷,这些会导致熔覆层局部断裂强度的降低,为裂纹萌生的潜在位置。（3）获得熔覆层内应力分布情况是讨论裂纹扩展至关重要的一环。熔覆层裂纹形成与否由材料物性及温度梯度直接决定,二者对熔覆层内最主要的热应力、约束应力影响极大,其在熔覆的不同阶段及熔覆层不同位置大小各不相同。根据已有应力仿真结果,针对单道熔覆、多道单层熔覆、多层熔覆不同模型分析了不同方向应力的变化趋势,得到了在应力指导下裂纹扩展的形态规律。