激光熔覆作为一项新的先进制造技术，近年来得到了广泛的发展与应用。在实际生产中工件表面的熔覆层是由单个的激光熔覆道逐个搭接形成的，单道熔覆层的横截面几何形貌影响熔覆层整体的表面质量。因此，对单道熔覆层横截面形貌几何模型的研究以及建立工艺参数与单道熔覆层横截面几何特征参数之间的函数关系，对精确控制熔覆层几何形貌和提高熔覆层质量是至关重要的。本文以Q235钢为基体，316L不锈钢气雾化粉末为熔覆材料，选取可控工艺参数(激光功率、扫描速度和送粉速率)为变量进行单道激光熔覆试验，并测量了熔覆层的高度、宽度、熔覆层面积以及接触角。通过对不同工艺参数下的单道熔覆层横截面形貌进行观察，发现两种截然不同的横截面形貌，并提出了一种由参数δ控制的描述横截面几何形貌的新模型。采用线性回归方法对实验数据进行处理，得到参数δ与名义面积Fm的函数关系，并通过对比熔覆层横截面面积和接触角的测量值与计算值对模型进行了验证。根据实验结果分析了激光功率、扫描速度和送粉速率对单道熔覆层横截面宏观形貌的影响，并在此基础上通过应用线性回归方法对实验结果的分析，建立了单道激光熔覆层横截面宽度、高度以及形貌特征参数与工艺参数之间的函数关系。根据本文所建立的熔覆层横截面宽度、高度以及形貌特征参数与工艺参数之间的函数关系，在MATLAB平台上对单道熔覆层横截面形貌的几何特征进行了预测，并在预测范围内选取不同工艺参数组合进行单道激光熔覆试验，通过对比预测结果与试验结果，验证了本文所建立模型的准确性。