利用增材与再制造技术实现金属部件的生产与修复是未来工业制造的发展趋势与方向。同轴送粉激光熔覆技术具有成形精度高、热影响区小、能量密度集中等优点,成为增材与再制造技术的重要选择之一并在诸多行业领域内得到了良好应用。但目前关于该方法成形精度与质量的优化通常只能依靠大量工艺试验结合人工经验进行调控,无法在成形复杂、热积累变化等工况下快速有效地调节激光参数实现成形过程的精确控制。究其原因之一在于对粉末与激光的热交互作用及熔化、凝固、成形机制的研究尚不完整,无法建立“激光热源特性-光/粉热物理作用行为-粉末熔化行为-成形精度”的一体化控制。为此,本文针对粉末同轴送入激光后的热交互作用及动态熔化行为展开研究:（1）建立了光粉作用的红外热成像、高速摄像采集系统并进行了工艺实验:分析了光粉作用空间中粉末熔化末阶段对熔覆层的宏观特征、表面粘粉以及气孔的影响,并通过红外热成像和高速摄像研究了不同工艺参数对光粉作用中粉末空间温度分布及热物性状态的影响。（2）粉末熔化不同阶段的特征行为检测与分析:利用高速摄像采集了不同送粉参数下的粉末束流形态,对粉末束流和激光束的相互作用行为进行分析;检测并分析了不同工艺参数下单个粉末颗粒同轴送入激光时的动态熔化行为并针对粉末熔化时出现的典型特征行为建立了动态的热物理解析模型,发现单个粉末颗粒受激光辐照时按照不同熔化行为会出现3个典型特征阶段,不同工艺参数下各特征阶段持续时间不同。（3）粉末熔化过程的动态模型设计及进入熔池时的温度仿真计算:针对粉末熔化出现的3个特征阶段的热物理行为建立了可以描述熔化各阶段的动态解析模型,利用采集的红外热成像和高速摄像对模型进行整定和优化后,其能有效反映粉末熔化不同阶段的温度特征;仿真分析发现粉末在进入光粉作用空间中运动时,其受激光辐照时温度增长率先增大后减小,与红外检测结果基本一致;使用MATLAB仿真计算了粉末熔化、即将进入熔池时的温度与状态,并逆向求解得到了粉末充分熔化当未烧损温度区间的激光工艺参数,为优化同轴送粉激光工艺参数提供了理论预测与指导。