为探究灰铸铁表面激光熔覆镍基WC合金的最佳工艺参数，改善灰铸铁表面熔覆质量，避免因其选择不佳产生缺陷，利用高功率半导体光纤耦合激光器制备单道涂层，通过Leica光学显微镜对熔覆层几何特征进行测量，结合正交极差分析数据获取极差结果，并根据因素效应图分析工艺参数对几何特征的影响机制，通过稀释率和宽高比的等值线图及实际工程需求优化工艺参数范围进行优化选取，最后结合实际工程成本探究出最佳工艺参数。结果表明：三因素对熔覆层几何特征具有重大影响且激光功率为主要影响因素。最佳工艺参数为激光功率1 400 W，扫描速度5.8 mm/s，送粉速率15.5 g/min。最优工艺参数下熔覆层高度为1 540.5 μm，熔宽为4 680.5 μm，熔深为88.9 μm，稀释率为5.46%，宽高比为3.04，均满足实际需求。研究为工程实践提供了理论基础及参考依据。

为提升液压立柱27SiMn钢在矿井下的耐腐蚀性能，利用半导体光纤耦合激光器在27SiMn钢基材上进行铁基合金粉末多道搭接熔覆，对制得的铁基合金熔覆层横截面宏观形貌、显微组织、耐腐蚀等级和腐蚀机理进行研究分析。结果表明，在以稀释率为主要考虑指标，2 000 W的激光功率、15 g/min的送粉速率、6 mm/s的扫描速度和50%搭接率的工艺参数下，可以制得最佳稀释率和宏观形貌良好的熔覆层。熔覆层中上部生长的树枝晶具有明显的方向性，熔覆层的耐腐蚀等级相较于基材提升了2级，重度腐蚀区为晶间腐蚀，耐腐蚀性能相较于基材显著提升。研究对液压立柱修复强化工程实践具有重要指导意义。

粉末输送是影响同轴送粉喷嘴激光熔覆层形貌的主要因素。为了提高喷嘴外流场粉末流的汇聚效果，研究弹性恢复系数对粉末流的影响规律。结合实验室现有的四通道同轴送粉喷嘴建立了三维简化模型，基于气固两相流理论并通过Fluent软件，模拟计算了不同弹性恢复系数条件下的速度场、浓度场、焦距、粉斑尺寸。数值模拟结果表明：载气流量及送粉量一定时，随着弹性恢复系数的增大，粉末流速度略微增大，气流速度变化不明显，汇聚点浓度及焦距减小，粉末流汇聚斑点的尺寸增大。

为改进传统人工方法对熔覆区域裂纹检测耗时、准确率低的现状,提出了一种融合注意力模型的熔覆区裂纹自动识别方法,以便对裂纹进行标识和检测。基于U-net网络构造的熔覆裂纹语义分割网络存在对局部小特征提取能力不足的问题,而通过增加注意力模型(CBAM)层,提取特征空间和特征通道的权重信息,就可以对激光熔覆区微观裂纹进行实时的像素级标注和检测。实验结果表明:引入注意力模型的深度学习模型可使熔覆裂纹的识别和检测准确率提升2.7个百分点;融合注意力模型的网络在熔覆区域裂纹测试集上的准确率为79.8%。深度学习模型标注的准确度和速度均已超过人工标注,为激光熔覆裂纹的识别提供了有效方法。