金属材料激光熔覆成形是增材制造技术的主要发展趋势之一,在航空航天、汽车、船舶、武器装备等技术领域具有广泛的应用前景。激光熔覆成形技术在成形有角度薄壁件方面具有独有的优势,但是在成形质量精度等方面还存在问题。本文以316L不锈钢粉末为材料进行激光熔覆成形有角度薄壁件的工艺研究。首先,使用ANSYS有限元软件对激光单道熔覆316L不锈钢粉末工艺过程温度场及工艺参数进行数值模拟,采用正交实验法对316L不锈钢粉末激光单道熔覆进行工艺实验,得到优化的单道熔覆工艺参数为:送粉速率4.714 g/min,扫描速度5 mm/s,激光功率600 W。然后,利用优化的工艺参数进行有角度薄壁件的成形实验与数值模拟,分析解决成形过程中存在的问题,并优化工艺参数为:保护气体流量15 L/min,连续熔覆层数5层,冷却时间10 min。最后,使用不同的填充方式进行实心零件的制备,并进行力学性能测试。拉伸实验结果表明:激光熔覆成形拉伸件的屈服强度为521.3 MPa,抗拉强度为718.1 MPa,延伸率为44.4%;垂直X-Y方向光栅扫描式填充模式制备零件的力学性能优于其他路径填充模式,且在各个方向的力学性能比较均匀。对316L粉末激光熔覆组织进行观察,得出组织之间呈冶金结合状态,没有气孔和裂纹等缺陷,符合制造要求。