本文针对海洋应急修复背景提出了一种可用于水下应急修复的“高压干法水下激光熔覆表面修复技术”,并对此展开了系统的工艺实验研究和成形性能验证。从材料形态上区分,激光熔覆可以分为激光送粉熔覆和激光填丝熔覆。首先搭建了激光送粉熔覆实验系统,探究了激光功率、扫描速度、送粉速度及保护气流量对熔覆层成形质量的影响规律,并对实验中出现的畸形、气孔、凹陷以及氧化现象等缺陷进行了分析;其次,搭建了激光填丝熔覆实验系统,探究了激光功率、离焦量、送丝速度、扫描速度、光丝间距、送丝角度对熔覆层成形的影响规律,并将送粉熔覆与填丝熔覆的不同特点进行了对比分析,结果表明,相比激光送粉熔覆,激光填丝熔覆具有高效、可控、可靠、成形质量稳定的优点。激光填丝熔覆正交实验得到的最佳优化参数为:前送丝方式,激光功率3kW,离焦量+50mm,扫描速度600mm/min,送丝速度1.6m/min,送丝角度45°,光丝间距0～(+4)mm。利用焊接摄像机分析熔池行为,发现与滴状过渡相比,液桥过渡更有利于熔覆层的形成。为满足水下结构三维空间的修复需求,进行了多层多道激光填丝熔覆堆积实验,探索了搭接率及不同扫描路径对堆积层成形质量的影响,实验结果表明:搭接率40%,抬升高度0.8mm,间隙搭接,正交搭接路径得到的熔覆层成形质量最好,冶金结合度最高。通过高压焊接实验舱模拟水深压力环境,进行了压力环境下的激光填丝熔覆实验验证,证明了激光填丝熔覆工艺在高压环境下有较好的适应性,熔覆层成形良好。对优化参数下的激光填丝熔覆堆积层进行了综合性能检测,结果表明:熔覆层宏观形貌整体良好,内部无明显缺陷;熔覆层主要是由贝氏体和马氏体组成,晶界清晰,组织致密均匀,晶粒度较小,且先沉积的熔覆金属呈回火趋势;拉伸性能和力学性能符合标准,熔覆层横向和纵向硬度值相差不大,内部硬度分布均匀,先增材部分的硬度低于后增材部分。本文的研究工作表明:相比激光送粉熔覆,激光填丝熔覆具有较高的效率和工艺适应性,熔覆层成形质量好,综合性能优良;高压干法水下激光填丝熔覆修复技术可满足实际水下环境的维修应用需求。