通过控制Ni基自熔性合金粉末中Al、Mo含量，在H13钢表面原位制备了含γ′-Ni3Al强化相的激光熔覆涂层。借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了不同熔覆层的显微组织及物相结构。结果表明，4种成分的熔覆层均呈现出平整致密、无明显缺陷的宏观特征。Ni基自熔性合金粉末中加入Al易于生成γ′-Ni3Al相，当Al含量达到一定程度后，涂层中开始出现β-NiAl相，同时Fe主要以(Fe，Cr)固溶体形式存在，(Ni，Cr)固溶体极少。加入Mo后，涂层中几乎未见β-NiAl相；Al含量较少时，Mo主要与Fe结合形成Mo-Fe金属间化合物；当Al含量增加至开始出现β-NiAl相时，Mo便与Al结合形成AlMo3。同时Mo-Fe金属间化合物的存在也导致(Fe，Cr)固溶体较同等Al含量下未加入Mo时少，(Ni，Cr)固溶体含量较未加入Al时多。涂层摩擦系数均低于基体，最高显微硬度为基体的4.3倍，抗磨性提高了3.8倍。

通过分析激光熔覆过程中光束、粉末和熔池间的作用机理，建立了送粉式激光熔覆材料有效利用率的数学模型，在此基础上推导了送粉角度与工艺参数之间的定量关系式，并计算了不同送粉角度下的熔覆材料有效利用率、熔高和横截面积。结果表明，在熔覆工艺参数不变的条件下，理论计算的熔覆材料有效利用率、熔覆层高度和横截面积均随送粉角度的增加而增大，且均高于实验检测值。激光熔覆过程中，由于粉末烧损和机械损失，使熔覆材料有效利用率、熔高和横截面积随送粉角度变化出现最大值，理想送粉角度为60°。

通过特殊设计的电路及作用线圈制作了交变磁场发生装置,并用其研究了不同磁场强度对激光熔覆铁基涂层宏观形貌和显微组织的影响。基于电磁学及金属凝固原理，揭示了激光熔覆涂层的固化过程和磁场诱发熔覆涂层柱状树枝晶向等轴晶转变的主要机制。实验结果表明：在交变磁场作用下，熔池金属液表面产生的趋肤效应和交变电磁力使凝固后熔覆层的表面形态呈波浪式，熔高和横截面积均随磁场电流的增加而减小，但熔宽变化不大。熔池内部产生的电磁力驱动熔体流动使树枝晶熔蚀和机械折断，游离的破碎枝晶成为新的形核核心，增加了形核率，从而促使熔覆层顶部组织由树枝晶向等轴晶转变。随着磁场电流的增加，等轴晶区扩大，但涂层底部的组织变化不明显。