平板闸阀是石油运输线上的关键元件,主要作用是控制液压油路的通断与流向,其阀芯零件的主要材料为40Cr钢,具有较强的抗拉强度、屈服强度、疲劳强度和良好的韧性但抗腐蚀以及摩擦磨损的性能较差。原油管道中本身含有H2S、SO2、CO2等易腐蚀阀芯零件的化学物质,如果阀芯零件长期处于其高温、高压的酸性介质环境下,极易造成阀芯零件的表面失效。激光熔覆技术因工艺重复性好及柔性化程度高等优点,在废旧金属零件的再制造领域具有广阔的应用前景,可使用其对阀芯零件表面的失效特征进行修复与改性。然而,由于激光熔覆的过程中温度“骤升”与“骤降”,局部高热等特性使得再制造后的金属零件易出现残余应力过大甚至裂纹等缺陷,因此需要研究激光熔覆过程中温度与应力的分布与变化情况。但激光熔覆过程中温度场与应力场的变化非常迅速,很难将熔覆过程中的瞬态变化完全捕捉。近年来随着计算机模拟技术的发展,借用高性能的计算机硬件,可以较为轻松计算出多物理耦合场中的瞬态变化情况,进而改进相关的实验工艺,这也是未来再制造领域智能化发展的重要方向。基于以上分析,本文的具体内容如下:（1）为了探究阀芯零件激光熔覆的最优工艺参数,采用有限元法研究激光功率、扫描速度、光斑半径对熔覆层温度场的影响,结果发现随着激光功率的增大,熔覆层温度逐渐增大;随着扫描速度与光斑半径的增大,熔覆层温度逐渐降低,并根据熔覆层的温度分布情况确定单道激光熔覆的最优工艺参数。为确定多道激光熔覆的最优搭接率,研究不同搭接率时熔覆层表面残余应力最大值的变化情况,继而确定残余应力最小时的搭接率。（2）根据激光熔覆工艺参数优化过程中发现的热累积效应,研究阀芯零件再制造过程中单道激光熔覆与多道激光熔覆的热循环曲线,分析了熔覆过程中的热累积的现象,并合理规划加工工艺,保证熔覆层温升不至于过高,影响再制造产品的性能。最后使用红外热像仪对熔覆层末端的温度进行检测,并与温度场的预测值进行对比,验证了温度场仿真的准确性。（3）探究了熔覆后的阀芯零件表面残余应力的分布规律,并建立了一种基于盲孔法的激光熔覆残余应力的试验测量方法,并将实际的测量结果与仿真模拟值进行对比,验证了应力场仿真的准确性,对同类零件的激光熔覆再制造过程具有一定的指导意义。