激光熔覆是通过激光束将粉末和基体表面熔化形成冶金结合的熔覆层。主要用于材料的表面改性、破损零件的修复再制造以及快速原型制造。在修复过程中修复质量受多方面的影响,本文主要针对薄壁圆筒件进行激光熔覆表面修复工艺基础研究。研究薄壁圆筒修复过程中熔覆路径对圆筒变形的影响规律。通过位移传感器测量薄壁圆筒的动态变形,研究不同熔覆路径下圆筒径向与轴向的动态变形;采用三坐标测量仪对圆筒外壁与端面的变形进行测量,分析圆筒整体变形及端面变形的规律。结果表明在单向熔覆扫描方式中,平行轴扫描径向整体变形小于周向扫描,轴向变形是圆周扫描的1/5。连续扫描中周向扫描方式的径向变形靠近自由端变形大于平行轴扫描,远离自由端变形小于平行轴扫描,轴向最终变形程度比平行轴大28.5%。复合熔覆扫描能够有效降低圆筒轴向变形。研究熔覆方向与熔覆位置对薄壁圆筒变形的影响规律。利用手持式三维扫描仪对不同熔覆方向和熔覆位置的圆筒整体进行扫描,分析整体变形云图。结果表明熔覆方向对薄壁圆筒变形的影响主要在径向;在圆筒不同位置进行熔覆时,变形差异体现在自由端对径向、轴向变形的影响,轴向变形在远离自由端时逐渐减小。通过对不同熔覆方向进行温度场模拟,发现熔覆方向对温度场的影响较大,温度的差异与变形大小密切相关,温度越高变形越大。研究冷却方式对薄壁圆筒变形及应力的影响规律。观察自然冷却与喷水冷却对熔覆层表面形貌和圆筒变形的影响,结果表明施加水冷后圆筒的变形量减小40%以上,并能减轻熔覆层的表面氧化,提高表面质量;研究不同冷却水温对薄壁圆筒的变形影响及利用小孔释放法测试残余应力的影响,结果表明0℃水温的变形径向和轴向的变形最大,不同的水冷温度造成的残余应力存在差异,变形越大残余应力越小。