送粉式激光熔覆技术作为增材制造技术的一种,具有加工过程较为灵活,粉末材料易转换以及柔性化程度高等优点。此技术逐渐成为增材制造领域的研究热点之一,尤其对于提高复杂金属零件的成形质量和效率具有显著的科学意义及应用价值。变截面零件作为复杂金属零件一种常见特征形式,是指采用平面对零件沿着高度方向进行切片得到的每层熔覆层各个位置高度不同的零件,由于其结构紧凑,在满足机器尺寸的情况下具有更多的功能等优点,目前越来越广泛地应用在航空航天、汽车以及模具等领域。但采用传统的平行面切片方式成形的零件,存在“阶梯效应”,表面质量差以及成形效率低等缺点,而且送粉式激光熔覆成形件内部不可避免地存在气孔,裂纹等缺陷,导致力学性能低,限制了其在多个领域的广泛应用。为了解决上述缺点,基于激光同轴送粉增材制造加工技术,本文提出自适应曲面切片方式和激光重熔工艺。分别对两种方式成形件的成形工艺和组织性能的变化规律进行探究,具体研究内容如下:（1）探究了扫描速度和离焦量与单道等高度熔覆层几何尺寸之间的关系。首先,建立了粉末堆积浓度分布数学模型,依据概率分布模型和质量守恒定律,推导出离焦量、扫描速度与熔覆层几何尺寸之间的关系,然后优化工艺参数。最后设计了关于扫描速度和离焦量的单因素实验,得到熔覆层宽度,高度,宽高比和稀释率随其变化规律。为了使零件能够高质量等高度熔覆成形,基于熔覆层最小截面面积误差优化扫描速度范围。提出多层成形Z轴提升量选取原则,并通过成形件高度误差验证了其选取原则的有效性。此外探究了单道单层熔覆层和单道多层薄壁件不同区域晶粒形貌变化规律。（2）探究了零件的变高度熔覆成形工艺并对其成形件的性能进行了检测。首先,基于上述优化的扫描速度和离焦量范围,提出单道单层变高度熔覆层成形方法。提出变中心距的不等高搭接方法实现零件搭接方向高度差。采用变高度熔覆层堆积、搭接和不等高搭接方法实现斜坡薄壁件和楔形块高质量成形。然后,基于以上分析,提出自适应曲面切片方式,并对曲面切片过程和相应的成形工艺进行研究,通过自适应曲面切片方式成形的零件,其成形精度和效率得到了明显的提高,最后对此切片模型成形的零件不同位置晶粒形貌和硬度变化规律进行研究。（3）探究了不同扫描方向对于变高度熔覆层堆积成形件的性能影响规律,扫描方向主要包括:从低到高扫描和从高到低扫描。检测了不同扫描方式下的成形件晶粒生长方向,并结合其生长方向分析了扫描方式对成形件拉伸性能各向异性和不同方向硬度的影响。采用Hypermesh,Simufact welding软件分别对不同扫描方式下变高度熔覆层堆积成形件和等高度熔覆层堆积成形件进行温度场仿真。基于其仿真结果,辅助分析扫描方向对变高度熔覆层成形件微观组织和力学性能的影响。（4）针对上述激光激覆成形件内部产生的气孔、裂纹等缺陷,提出“激光熔覆+重熔”交变递进复合工艺,研究了不同激光重熔功率对单道熔覆层孔隙的影响,然后采用软件仿真单道单层激光重熔过程,辅助分析单道熔覆层和单道重熔层微观组织的演变过程。基于其结果,得到最优重熔功率,其值与初始的熔覆功率相等。在最优重熔功率下,采用激光重熔和激光熔覆复合工艺成形薄壁件,并对其微观组织和拉伸性能进行了研究。