裂纹问题是窒碍激光熔覆进一步推广应用的关键。因而制备无裂纹的覆层一直是表面工程和材料科学领域共同关注的热点。本文针对覆层裂纹这一难点和关键问题,提出声-电-磁多物理场辅助激光熔覆制备涂层新工艺。采用理论分析与实验研究相结合的方法,探究了单物理场与多物理场对熔池凝固过程、覆层开裂倾向、宏微观组织形貌以及熔覆涂层显微硬度、摩擦学性能和抗腐蚀性能的影响规律。主要内容与结论如下:首先,综述了激光熔覆裂纹的研究现状,提出了声-电-磁多物理场辅助激光熔覆制备高性能涂层的新方法,探索了多物理场对熔池内部对流、传热与传质的影响规律;其次,设计了声-电-磁多物理场实验装置。该实验装置可实现各物理场参数的调节并实现多物理场与激光熔覆设备的耦合协同,可快捷、有效、独立、安全地进行熔覆制备;再次,探析了不同磁场波形对覆层组织影响之间的区别。利用磁场装置开展稳态、脉冲、交变及交变-脉冲4种磁场波形对激光熔覆开裂倾向、宏微观组织、相组成、显微硬度、摩擦学性能以及抗腐蚀性能影响的研究;初步分析探究磁场对覆层裂纹、熔池作用的机理。结果表明,磁场的引入可显著影响覆层宏观形貌,细化覆层组织,并进一步促使柱状晶向等轴晶转换,但是部分波形的磁场会带来Cr B硬质相的偏析;对于激光熔覆熔池的扰动作用的显著程度依次为:脉冲磁场>交变-脉冲磁场>交变磁场>稳态磁场;最后,研究了多物理场对覆层开裂倾向、宏微观组织、相组成、显微硬度、摩擦学性能及抗腐蚀性能的影响。结果表明,磁、声、电场影响了覆层的宏观形貌,细化了其微观组织,均匀了其元素分布,摩擦学及抗腐蚀性能显著提升;多物理场作用下的覆层裂纹数较无物理场作用及磁、声、电场分别降低了76.92%、30.76%、38.46%和15.38%;偏析区域面积分别降低了39.23%、35.38%、17.26%和26.49%;平均显微硬度分别提高了37.89%、5.72%、20.78%和13.44%;平均摩擦系数分别降低了61.96%、12.71%、41.95%和35.23%;平均磨损失重分别降低了61.05%、17.89%、48.25%、21.18%;腐蚀速率分别降低了93.01%、52.78%、60.46%、22.73%。以上结果表明,该方法的应用能突破传统激光工艺参数调整的极限,有效提升激光熔覆技术的质量与稳定性,提高对覆层的调控效率,拓宽该技术的应用范围。