作为一种先进的再制造技术，激光熔覆广泛应用于各类基材、零部件的表面改性与修复，其以显著的优势特点与巨大的经济、社会效益得到了越来越多的关注与研究。本文结合激光熔覆技术的研究热点，以铁基合金为研究对象，在熔覆层控形、控性两个方面进行了系列研究工作，并取得了以下成果:　　(1)研究了光束在传输过程中能量分布变化对熔覆层稀释率的影响。首先对平行高斯激光束经透镜聚焦后在传播路径上光斑能量分布的变化进行了分析与研究，发现负离焦区域光斑具有比正离焦区域光斑相对高的边缘能量。通过不同离焦方式的单道熔覆实验，对比了正、负离焦方式下熔覆层的表面、截面形貌以及涂层性能，发现负离焦方式更有利于获得具有良好形貌与结合质量、低稀释率的熔覆层，同时还具有相对高的激光能量与熔覆粉末利用率。最后在负离焦方式下研究了各主要工艺参数对熔覆层截面几何尺寸的影响，尤其是对涂层宽高比的影响规律。　　(2)研究了搭接区域光束能量分布对多道熔覆层搭接孔洞形成的影响。首先建立了理想化模型对搭接区域光束能量密度进行计算，根据计算结果发现光束能量在熔覆层搭接表面处会明显下降，且下降幅度随熔覆层宽高比的减小而增大，推断其为搭接孔洞产生的原因之一，且随涂层宽高比的减小，孔洞产生的倾向增大。基于计算结果，同时结合实验现象与粉末遮挡作用分析，研究了搭接孔洞的形成机理。根据分析结果，采用提高搭接区域激光辐照能量、增大涂层宽高比的方法有效消除了搭接孔洞。最后对激光重熔消除搭接孔洞的方法进行了研究，发现激光重熔不仅可以有效消除孔洞，还能够改善熔覆层表面形貌，获得表面光滑、平整度高的涂层。　　(3)研究了材料掺杂与后处理工艺对铁基合金熔覆层性能的影响。首先研究了原始FeCrBSi合金涂层的组织与性能，对涂层的凝固形貌、显微结构、相组成等进行了观察与分析。通过碳化铬及钛粉的掺入改变了原FeCrBSi合金涂层的凝固形态、显微结构与相组成，使涂层组织变得细化、均匀，并表现出不同的性能。其中，FeCrBSi合金掺碳化铬涂层具有较高的硬度，但其硬度波动大、分布不均匀，高扫描速度下涂层易开裂;FeCrBSi合金掺钛涂层各区域性能一致性高，硬度分布均匀，且对冷却速率的敏感性较低。最后，针对FeCrBSi合金掺钛涂层的特点，以该涂层为基底进行了激光高速扫描实验。通过后处理工艺改变熔覆层凝固形貌，研究了细化组织在显微结构、相组成以及硬度性能上的变化，并分析了变化机理。　　(4)为研究铁基合金快速冷却凝固特性，建立了三维有限元模型用以对激光熔覆温度场进行数值模拟。通过计算得到了激光熔覆过程中温度场的瞬态分布，研究了扫描速度对熔覆层温度场整体变化趋势的影响。为了研究熔池凝固的复杂过程，尤其是熔覆层截面凝固组织形貌的变化规律，对移动固液界面上的热特性进行了分析。考虑到实际固液界面上液态金属凝固温度的变化，设定了不同的理想化条件，通过计算得到了移动固液界面上的冷却速率。发现随着凝固距离的增加，移动固液界面上的冷却速率有先大幅增长后小幅降低的趋势，且在高扫描速度下该变化趋势变得更加明显。最后通过实验观测得到了与模拟结果相一致的结论。