本论文针对在基材铜板表面进行熔覆过程中结晶生长的热源、材料和工艺进行了理论和实验研究。首先，介绍了激光熔覆技术的研究现状，并结合铜板表面激光熔覆的实际需求对激光器的稳定性、输出特性和工作特性进行了理论分析，并通过实验数据加以论证，得到相应曲线，论证了课题组中自行研制的平均功率千瓦量级，单脉冲能量10J以上的Nd:YAG固体脉冲激光器适合作为铜板表面激光熔覆的热源。以暂态热传导方程为依据，同时应用ANSYS软件的热分析功能，对激光熔覆过程中的温度场进行了模拟，对比了温度场和激光束功率密度的分布规律。根据哈根-鲁本斯方程推导了铜对激光的吸收率与温度之间关系。详细分析了铜板在不同温度下对波长为1064nm激光的吸收率，从而得到了激光功率密度关于温度(T)和空间(x,y)位置的关系式，同时研究了铜板在不同温度下的导热率，由此进行了温度场模拟。论证了铜板温度场与激光束的功率密度分布规律。　　粉末是激光熔覆过程中主要材料。在铜基质材料熔覆基础上，分析了镍基、钴基和铁基三大类自熔性粉末各自不同的特性，总结了试验中选择钴基粉末的原因。根据该粉末的特性分析两种不同送粉方式的不同特点。在完成熔覆层的制备以后，对熔覆层质量和性能的检测。分析了影响熔覆层质量的主要因素，分别为激光光束功率、离焦量（光斑半径）、移动速度，逐一分析了着三个因素对熔覆层的具体影响和实体表征。然后，对熔覆层从宏观表面和内部微观结构进行检测和分析，宏观上检测了熔覆层表面的平滑度和有无气孔，裂纹等缺陷；在微观方面主要检测了熔覆层内部结构、金相分析、硬度及耐磨性，然后分析了相关的实验数据。最终得到的熔覆层结构致密无气孔和裂纹缺陷，其硬度和耐磨性有了很大提高，同时，也证明了脉冲Nd:YAG固体激光器在高导热材料上进行激光熔覆的可行性和实用性。