任意复杂不规则的几何截面形状的精确控制都可以通过解决三角形状的制造与控制来实现。通过三角形熔覆轨迹的搭接与层叠规划,获得对三角截面轮廓精确控制,进而实现对任意直线边界截面形状的净近成型,对完善激光熔覆近净成形的基础理论有积极意义。为了研究三角截面形状的预测与控制方法,首先,研究了Z轴离焦量对成形控制的影响,通过实验研究Z轴离焦量与激光功率、扫描速度、气流量对激光熔覆成形的耦合作用规律,借助金相组织、熔覆层几何形貌等评价手段揭示Z轴离焦量对激光熔覆成形质量的影响规律。第二,通过采用响应面法中的中心复合设计法,研究激光功率、扫描速度、气流量、离焦量对激光熔覆成形的耦合作用规律,获得激光熔覆单层单道截面轨迹的数学模型,实现熔覆单层单道轨迹形状的控制与预测。第三,提出适用于激光熔覆多道搭接熔覆层表面相对平整度评价方法,构建了多道搭接的最佳搭接系数与单道熔覆层宽度、高度关系的计算模型。第四,通过选取恰当的搭接系数、扫描方式以及对熔覆层高度的精度控制进行试验,不断地提高了三角截面的成形精度,研究了激光熔覆三角截面近净成形控制方法,为激光熔覆制造与再制造的形状精确控制提供理论依据。最后,选用一种旋转模切刀具开展应用研究,验证了三角截面近净成形控制方法的有效性,为其他高硬度难加工刀具的激光工程化净成型技术提供理论依据。研究成果对任意复杂截面形状的熔覆成形机理和控制方法,以及复杂轨迹熔覆成形技术提供理论依据。对大尺寸回转类刀具、特殊形状刀具、发动机叶轮等具有复杂截面形状高值旧件的修复、复杂零件的直接制造、熔覆与切削的混合制造的应用研究提供技术方法,为激光熔覆从表面工程向增材制造领域的应用拓展奠定理论基础。