激光熔覆快速成形技术是先进制造技术的一个重要研究方向，经过多年的发展已日趋成熟。而光内同轴送粉激光熔覆成形技术以其独特的光能输入形式和粉末输送方式在激光熔覆快速成形领域占有一席之地。在这一领域的研究中，最基础也最为重要的一项研究就是熔覆熔道形貌控制。本课题基于光内同轴送粉激光熔覆成形技术，从优化光内同轴送粉喷嘴，建立单道熔覆工艺模型和分析工艺参数对熔覆层界面形态的影响规律这三个方面进行熔覆熔道形貌控制的研究。研究过程中，以光内同轴送粉喷嘴为原型，借助于ANSYS Workbench12.0平台的Fluent模块，模拟分析了不同的喷嘴结构对载粉气与保护气汇聚效果的影响。研究发现：保护气的速度越大，汇聚效果越好；保护气环形通道收口夹角为10°的时候，保护气的汇聚效果最佳；保护气环形出口内外径之比为1:2到1:3之间时，汇聚效果较佳；载气送粉管伸出长度在0到1mm的时候，汇聚效果较好。本课题使用曲面响应法和中心复合试验，并借助Minitab数据分析软件，对激光熔覆单道的宽度和高度进行了数据采集和分析。建立了激光功率、扫描速度和送粉速度这三个激光熔覆工艺参数对于熔覆层宽度、高度和宽高比的工艺模型，实现了对熔覆层形貌的定量控制。实验研究了激光功率、扫描速度、送粉速度和离焦量这四个工艺参数对单道熔覆层界面形态的影响规律。结果发现：其它工艺参数一定，激光功率越小，熔覆层气-固界面越平滑，熔覆层固-固界面越平直；扫描速度越小，熔覆层气-固界面越凸起，熔覆层固-固界面深度越大；送粉速度越小，熔覆层气-固界面越平直，固-固界面没有明显变化；离焦量越大，熔覆层气-固界面越宽大，但其高度没有明显变化；熔覆层固-固界面的宽度随着离焦量的增大而增大，而其深度先是快速减小而后减小趋势趋于平缓；随着离焦量的增大，激光能量峰值向边缘转移，形成了两边深中间浅的固-固界面。通过改变工艺参数实现了对单道熔覆层界面形态的有效控制。