激光熔覆是利用高能量密度的激光束将基材与熔覆粉末熔化,在基材表面形成新的冶金结合层的一种表面改性技术。激光熔覆技术可以对制造工艺比较复杂的零件进行修复并提高零件的物理性能,延长零件的使用寿命。激光熔覆是一个快速加热熔化和冷却凝固的周期循环过程,熔覆过程中不均匀的局部加热会使熔覆件存在很大的温度梯度,从而导致熔覆件产生变形,薄板类零件在激光熔覆过程中的变形尤为明显。本文针对薄板激光熔覆时的变形控制进行了工艺研究。对激光熔覆扫描路径控制薄板变形的方法进行了研究。通过使用位移传感器和三坐标测量仪分别对薄板做了动态变形测量分析和整体变形测量分析,得到薄板熔覆过程中的热胀冷缩变形规律以及整体变形趋势。并进一步对不同扫描方式对变形的影响规律进行了研究,结果表明单边约束时的单向式纵向扫描和双边约束时的往复式扫描可以有效控制薄板的变形。研究了激光熔覆过程中采用强制冷却法对薄板变形进行控制的方法。通过对无水冷和有水冷两种条件下的薄板变形规律进行研究后发现:在薄板激光熔覆过程中采用强制冷却方式可以有效控制变形,并且有冷却方式时可以明显减小薄板的温度场累积,减小熔池的尺寸大小。通过小孔释放法进行残余应力测量发现:强制冷却方式时在平行熔覆方向上的纵向残余应力和垂直熔覆方向上的残余应力大于无冷却方式时。对熔覆位置及多层熔覆时的薄板变形规律进行了研究。在薄板中心线位置和边缘位置熔覆时产生的变形趋势相似,薄板会由凸起变形逐渐变为下凹变形,采用靠近约束端的方式可以有效控制薄板变形,并且在同一点处的残余应力是呈对称分布。在多层熔覆时研究发现:采用相交扫描可以有效控制薄板的变形,有效降低薄板的应力集中。使用ANSYS对单边约束的三种扫描路径分别进行了温度场和应力场的数值模拟,模拟结果与实验测得值相吻合。对单向式扫描进行预热处理后发现:当在一定熔覆道数范围内,施加预热温度可以有效控制薄板变形,并且可以有效减小薄板内部的残余应力。