激光熔覆成形是一种新型的增材制造技术,被广泛用于受损零部件的修复。目前对于激光熔覆增材制造的研究多基于水平基面的单层熔覆研究,对于激光熔覆在倾斜基体以及多层实体成形的研究较少。但对于机械领域的产品,多为复杂的表面和形状,采用水平基体的位置姿态进行修复时会因为零件表面对激光束的干涉使修复过程难以完成。对齿轮进行修复时,因为相邻轮齿对激光束会产生干涉作用,本文研究了激光熔覆在倾斜基体上实体成形的尺寸控制,并提出齿轮断齿的修复工艺流程,具体的研究如下:根据激光束和粉末束的分布密度,对粉末熔化需要的能量和熔覆层质量与粉末颗粒数量之间的关系进行分析。建立了熔覆层几何尺寸的数学模型,并验证了模型的预测精度。倾斜基体的熔覆层最高点会存在一定的偏移量,因此提出双椭圆模型拟合的方式,实验结果表面拟合精度高于圆模型。基于熔覆层的截面形状,对多道单层熔覆层表面的平整度进行研究,使相邻熔覆层之间形成平面的临界搭接率与单道熔覆层的宽高比呈正相关,随宽高比的增大逐渐趋近于33%。根据正态分布建立了倾斜基体上粉末分布的模型,得出不同离焦量对熔覆层高度的影响规律,并改过实验进行验证。通过实验研究了不同Z轴提升量时,随熔覆层数的变化对后续单层熔覆层高度和离焦量的影响。得出Z轴提升量小于最大提升量时,随着熔覆层数的增加,离焦量和提升量会达到平衡。初始离焦量的熔覆层高度与提升量越接近,熔覆后的高度近似为提升量和熔覆层数的乘积。对不同的扫描方式进行多道熔覆试验。从结果可以看出,在倾斜基体上进行多道熔覆时,熔覆层的搭接方向和激光的扫描方向影响着表面的平整度,单向扫描和沿下坡方向搭接得到的熔覆层表面平整度最优,往复扫描的稀释率在各扫描方式中最大。实体成形采用沿x轴下单向扫描进行实体成形时,下坡方向的熔覆层存在塌陷情况,采用异侧熔覆的方式能够有效的防止熔覆层边缘的塌陷。提出了断齿修复的工艺流程,选择合适的工艺参数进行实体成形修复。根据工艺参数得到的熔覆层高度对成形实体分层切片,对修复的熔覆路径进行规划。最后对齿轮的齿面进行分段熔覆。通过齿面的几何关系得出不同齿段熔覆时相对水平基面的倾斜角度以及齿轮需要偏转的角度。采用的不同的搭接率和扫描方式完成齿轮的修复。结果表明,修复后的齿廓与轮齿的完整齿廓较为接近,且不存在变形和齿面塌陷情况。