激光熔覆成形技术具有成形速度快,材料适用范围广,制造柔性高等优点,能够制造出在传统加工方式下难以加工的零件。但是,由于熔覆成形过程涉及多个工艺参数的相互耦合,同时金属粉末快速熔化、凝固以及熔池内存在高温高热、对流传质等现象,使得成形质量很难控制。因此,研究工艺参数对成形精度、成形组织及其性能的影响规律对于提高成形质量具有重要意义。本文讨论了目前激光熔覆成形精度控制、成形质量控制和多孔零件成形的研究现状及发展趋势,建立了单道熔覆层形貌预测模型、多道搭接熔覆搭接率预测与修正模型以及三维实体成形过程中Z轴单层抬升量预估计模型,通过实验研究了工艺参数对熔覆层宏观形貌、熔覆层组织形态、力学性能等方面的影响规律。主要包括以下内容:首先,基于熔池能量输入与熔覆层宽度的关系建立了熔覆层形貌预测的数学模型,确立了工艺参数与熔覆层形貌的函数关系,能够直观地反映工艺参数对熔覆层形貌的影响,可以用于优化工艺参数获得所需要的熔覆层形貌。对于精度要求更高的场合,建立了基于ANSYS瞬态温度场的几何形貌数值模拟。然后,分析了工艺参数对多道搭接熔覆层高度均匀性的影响,确定了工艺参数与多道搭接率的匹配关系,建立了搭接率预测与修正模型,提高了熔覆层表面平整性能。在单道熔覆和多道搭接基础上进行多层堆积熔覆成形实验,建立了Z轴单层抬升量预估计模型,可确保成形件的宏观尺寸精度。同时,通过扫描路径控制法,进行多孔件激光熔覆成形实验,研究了不同偏移距对孔隙度和通孔率的影响规律,研究结果为多孔件的制备提供了实验依据。最后,对熔覆层金相组织进行观察,测量了熔覆层不同位置处的显微硬度,同时还进行了多孔镍合金压缩性能实验。研究表明:激光熔覆成形过程中的温度梯度(G)和熔池凝固速率(R)的比值(G/R)决定着熔覆层组织形态和显微硬度,G/R值越小,熔覆组织越细密,硬度越大,G/R值越大,熔覆组织越粗大,硬度越小;建立了孔隙度与压缩弹性模量之间联系,通过调节孔隙度可以获得期望的压缩弹性模量。