激光熔覆技术是利用高能量密度的激光束使熔覆材料和一部分基体材料快速熔化和凝固,形成性能优异的熔覆层。该技术可以有效改善材料的表面质量,是一项具有广阔发展前景的高新技术。通过选择与基体材料相匹配的熔覆材料,最大限度的发挥材料的潜力,不仅可以提高工件的使用性能、缩短产品的制造周期,同时还能获得显著的经济效益。因而在航空航天、医学、汽车、模具等领域有着广泛应用。本文以预置粉末法制备单道熔覆层为研究对象,进行了以下几方面的研究:(1)对激光熔覆技术进行了理论研究。研究了激光功率、扫描速度、离焦量、稀释率和搭接率对熔覆层质量的影响,同时总结了激光、粉末和基体材料之间的相互作用,简要分析了熔覆层表面质量和产生缺陷的原因。(2)采用ANSYS有限元分析软件完整的模拟了激光熔覆过程中温度场的分布情况。分析了不同位置节点的温度分布及温度场在熔池深度方向和径向方向的分布,对后续实验和激光熔覆成形技术的实际应用有指导意义。(3)利用Nd:YAG激光器为热源,45#钢为基体材料,在其表面熔覆Ni60合金粉末。通过单因素变量实验法确定合理的激光工艺参数,对不同参数的熔覆层的宏观形貌、熔覆层的截面尺寸、微观组织、显微硬度进行研究,并总结实验参数对实验结果的影响。(4)本实验用控制变量法获得的最佳工艺参数为:离焦量13mm、电流为260A、扫描速度2.5mm/s、预置粉末厚度0.5mm、脉宽3.0ms、脉冲频率15Hz。选择最佳参数可以保证熔覆材料能与基体形成冶金结合,在基体表面获得组织致密均匀、质量良好的熔覆层,裂纹、气孔等缺陷相对较少,并提出改善缺陷的措施。