钛合金因具有比强度、比疲劳强度高，热稳定性好，耐腐蚀等特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗设备领域。由于钛合金高温活泼而且导热性差，变形抗力大，传统铸造锻压加工比较困难。使用激光快速成型制造航空航天钛合金结构件已成为一种趋势。在钛合金激光制造中，对成型区域的惰性气体保护是保证成型件性能和质量的关键。因此，研究激光制造钛合金零件过程中的保护气体流场，使之获得最佳的保护效果，对于钛合金激光制造的实际应用具有非常重要的意义。　　本文依据计算流体力学理论，从实验影响物理量出发选择确定控制方程，使用有限体积法对控制方程离散，确立激光快速成型同轴送粉喷嘴的物理和数学模型。对导入模型加载边界条件和初始参数，选用可实现k-ε模型作为湍流计算模型。利用FLUENT软件进行了保护气体流场的数值计算与后处理。　　对成型区域速度与压力流场进行分析后发现，流场形态可分为四个特征区域:喷嘴与基材间的流动停滞区;喷嘴周围的回流区;中路通路内上升气流区;基材周围的层流区。通过数值模拟，分别研究了不同区域对于成型保护效果的影响规律。　　对成型喷头中影响流场形态的因素参数进行数值模拟分析，得到了流场形态变化规律。研究表明，外环保护气口环径存在合理的取值区间，消除大尺度回流对成型保护的不利影响;气口下降能够改善气体保护效果，但返粉、粘粉现象严重;中路气路能够使停滞区消失，回流区域减小，基材层流区域增加。综合考量获得最优保护气流场时的因素参数和中路气路结构，对现有喷头进行了结构优化设计。　　使用改进后的喷头进行了不同中路保护气参数下的钛合金粉末单道熔覆实验。研究发现，在2-4L/min中路氦气保护或2L/min中路氩气保护时，改进喷头气体流场对成型区域的保护效果最好，熔覆层表面呈光亮的银白色，通光锥管内及保护镜面无烟尘、返粉，基材表面的粘粉现象基本消失，验证了优化方案的可行性。随流量继续增大，氮、氢、氧含量随之增加，保护效果变差，熔覆层中平行针状马氏体组织转变成各向异性的粗壮片状，其显微硬度也随之增加。