液压支架作为煤矿井下开采的核心支护装备,其可靠性和稳定性是保证井下安全作业的关键。结构件是液压支架的重要组成部分。由于液压支架的服役环境较为恶劣、井下工况复杂,使液压支架零部件在使用1～3年后就会发生失效,造成极大的资源浪费和经济损失。激光熔覆技术因其能量输入可调、加工变形小及工艺可靠性高等典型特征,在解决高价值零部件产品的再制造问题上表现出极好的使用价值和前景。本课题以液压支架结构件损伤后的能够快速响应高性能修复应用需求为背景,在Q690基材上熔覆Inconel718合金粉末,分析了激光熔覆成形质量受工艺因素的影响规律,对再制造后材料的抗拉强度等主要力学性能展开分析,为液压支架结构件的高性能修复提供理论基础及数据支撑。具体研究内容如下:首先,开展液压支架结构件用Q690高强钢的单道激光熔覆工艺研究,以Inconel718合金粉末为熔覆材料。在单道熔覆试验条件下,分析了熔覆参数变化对单道熔覆层质量的影响规律,并利用响应面法对涂层的形貌特性进行了数学模拟,基于此模型,以扫描速度、激光功率及送粉速度为优化变量,以稀释率最小和显微硬度最大为优化目标,采用模拟退火算法进行工艺优化,获取了单道熔覆最优加工参数组,并通过试验进行验证。然后,在单道熔覆试验基础上,设计并开展多道激光熔覆再制造工艺研究。通过预试验研究了不同搭接率对多道熔覆质量的影响规律,在单道熔覆工艺参数的基础上补充搭接率作为新的自变量,以平均稀释率和表面平整度为优化目标,通过极差分析法分别分析了各工艺参数对于单个指标的影响规律以及最优参数组,再利用综合评分法进行多目标优化,确定出Q690材料多道激光熔覆最优工艺参数组,并进行试验验证。最后,使用优化后得到的最优激光熔覆工艺组合为试验参数,在Q690高强钢材料表面进行熔覆试验,并进行力学性能研究。对比分析了基材与激光熔覆再制造后材料的抗拉性能、显微硬度、冲击强度以及剪切强度,获得了再制造后Q690高强钢材料的主要力学性能数据。