激光熔覆是在基体表面形成与基体相互熔合且具有完全不同成分与性能的合金覆层的先进技术。基体的熔化层很薄,因而对覆层的成分影响极小。它综合了光、机、电技术,有广阔的发展前景。本文从提高送粉流量的稳定性从而改善激光三维再制造成形质量的目的出发,结合气固两相流理论对激光熔覆中的粉末流进行了研究。在此基础上,设计并实现了电容式测量系统和光电式测量系统对粉末流量进行检测,再从实验和理论上分析比较两种测量系统的分辨率问题。最后根据粉末流量标定实验和不稳定实验,设计了粉末流量控制策略。然后本文从基础理论开始对同轴送粉模型进行了研究,通过使用COMSOL Multiphysics软件对同轴送粉头进行三维数值模拟得到了气流的分布状态。本文通过实验和数值模拟分析得到以下结论：(1)从实验结果来看,光电式浓度测量系统的分辨率为0.1g/min而电容式测量系统的分辨率为5g/min。在实验的基础上进行理论分析得出两者分辨率差异原因：电容式测量系统分辨率不高的主要原因在于其检测的金属粉末的体积含量变化小,而光电式测量系统检测的是粉末的质量浓度的大小,金属粉末的质量浓度的变化量明显大于同等情况下的体积浓度的变化。因此光电式浓度测量系统具有更高的分辨率。基于光电式传感器设计的粉末输送控制系统具有良好的送粉精度。(2)气流在喷出喷嘴之后并不是完全沿着喷嘴角度的方向汇聚的,而是更倾向于流向“外侧”。基体与熔覆层的存在改变了气流的汇聚状态。距喷口距离越近,气流受熔覆层影响越小；气流速度场在空间范围内的分布受熔覆层的影响不是对称、均匀的,熔覆层上方的气流速度较小。本文设计了光电式粉末浓度测量系统,可以为送粉系统的精确控制和送粉质量检测提供可靠的实验方法。另外本文的数值模拟可以对试验中选取激光焦距和喷嘴到加工平面的距离等参数提供参考,并为在此基础上的耦合温度场和应力场、其他送粉头喷嘴设计参数优化、进行误差更小的数值模拟提供了技术基础。