纯铜具有优异的导电、导热等性能在众多科学领域被广泛使用,但由于硬度低、强度差等缺陷会制约其进一步的应用,因此通过表面改性技术向纯铜表面加入其他金属元素从而改善其性能变得尤为重要。针对铜和镍无限互溶特性以及激光熔覆具有高能量密度和温度骤升骤降特点,能有效解决该问题。但激光熔覆过程中的温度以及残余应力对试件加工性能影响极大,为了研究多层多道激光熔覆中熔覆层及基体的温度与残余应力分布以及镍含量对熔覆层性能的影响,本文以纯铜基体,铜镍合金熔覆层为研究对象,进行了三维瞬态有限元数值模拟,主要内容及结论如下:利用正交试验法在多层单道熔覆中定性研究了激光参数、预热温度对温度场和应力场的影响并确定了最优激光功率、扫描速度和光斑半径。其中温度及基体表面残余应力大小与激光功率成正比,与扫描速度和光斑半径成反比;在合理的预热温度范围内,预热温度越高,残余应力越小。基于优化后的参数,针对三种不同的激光扫描路径对铜镍合金的温度场与应力场分布进行了仿真分析。结果表明:多层多道扫描时,后一道对前一道有明显预热作用;扫描路径主要影响平行于扫描方向的残余应力;当采用反向异侧扫描时,熔覆层与基体结合处残余应力更为均匀,为最优扫描路径。分析了镍含量不同对铜镍合金各种性能的影响,并结合其性能对多层多道熔覆的变形及残余应力进行了研究。对比发现:镍含量与弹性模量、硬度、强度大小成正比,与热导率、导电率大小成反比;热导率与热应力和热变形大小成反比,但与残余应力没有定性关系。