随着铁路朝着高速化和重载化发展,钢轨磨损日益严重。针对钢轨传统焊补工艺存在修复速度慢、修复质量差、焊补层冲击韧性不够等问题,本文采用具有能量密度高、热输入量小、加工精度高等诸多优点的激光熔覆修复工艺对磨损钢轨表面进行自动修复。针对磨损钢轨自动修复的数据链,首先采用三维扫描仪获取了磨损钢轨的点云数据,将其三维重构后得到了待修复的钢轨模型并导出修复路径;然后,基于C#语言研发了一套数据转换软件,实现了多种数据格式的自动转换及识别;最后,根据激光熔覆修复工艺特点添加了相应控制模块,实现了磨损钢轨表面修复数据转换的自动化。针对铁基合金粉末在U71Mn钢轨上的激光熔覆工艺,依次进行了单道正交和单道单因素试验,并对四种粉末进行了钢轨顶部和侧面激光熔覆试验。结果表明:激光熔覆铁基合金粉末适宜的工艺参数为激光功率1.2 kW、送粉速率6.0g/min、保护气体5.0 L/min、扫描速度4 mm/s、离焦量+1 mm,铁基含钒粉末和铁基含钛粉末的表面成形质量优于铁基自熔性粉末。针对U71Mn钢轨激光熔覆修复层的质量进行了显微组织分析、硬度检测、回火热处理和摩擦磨损实验,研究结果表明:钢轨激光熔覆后,熔覆层组织为低碳马氏体、回火屈氏体以及铁素体;经最佳回火温度600℃回火后,其组织主要为回火索氏体,显微硬度在300 HV~388 HV范围内,符合国家标准;铁基含钒粉末激光熔覆层试样的耐磨性最优。激光熔覆修复的钢轨在工程线上进行了跑车实验,其磨损量与钢轨母材基本相当,达到修复目的。