针对大尺寸、高价值零部件表面改性和修复等制造工艺需求,研究激光熔覆原位合成表面改性方法。本文构建了平面基体多道搭接、激光熔覆重熔工艺参数输入和工艺结果输出关系模型,揭示了工艺参数和工艺结果之间的内在规律,指导零部件修复与再制造的工艺实施,实现零部件修复及熔覆层的成形控制和预测,对零部件表面改性和修复的激光熔覆制造工艺产业化具有积极的意义。为了研究碳化钨激光熔覆原位合成表面改性方法。首先,以Ni-W-C合金体系为粉末材料,通过响应面法中心复合设计模块建立了碳化钨原位合成熔覆层性能和成形质量工艺参数与工艺指标的关系模型,研究了激光功率、扫描速度、气流量、粉末配比与熔覆层硬度、宽度、高度和熔覆效率的耦合作用规律,揭示了工艺参数与熔覆层成形质量和硬度之间的内在关系。其次,在满足零件表面修复、强化所需硬度和多道搭接条件的前提下,获得了单道成形质量和截面形状控制的较优工艺参数。基于优化工艺参数,通过试验证明了原位合成单道性能及成形质量模型的准确性。并通过研究碳化钨激光熔覆原位合成涂层的结合特性,揭示了碳化钨界面形成规律、外加法与原位法生成涂层硬度分布以及摩擦磨损作用机理。最后,通过建立搭接率对熔覆层表面平整度、稀释率的影响关系模型,以平整度最大为优化目标,获得较优搭接率。并利用激光重熔技术对多道熔覆层表面进行重熔,通过混合水平正交试验研究了激光功率、扫描速度、离焦量、扫描方式对重熔涂层表面平整度、气孔面积的作用规律,揭示了工艺参数对表面平整度和内部气孔面积的理论关系,对碳化钨激光熔覆原位合成熔覆层表面质量和内部质量进行优化,实现了多道重熔质量的有效控制,明晰了重熔组织的形成机理。研究成果为激光熔覆多道重熔成形质量的控制以及后续重熔工艺的参数优化和组织调控提供理论依据,为激光熔覆零部件修复以及表面强化改性提供新方法。同时,研究成果对其他复合功能材料零件的激光增材制造和修复具有一定的推广价值。