为了设计一种适用于大功率的宽带激光熔覆同轴送粉喷嘴，采用FLUENT软件中的离散相模型，对送粉喷嘴的送粉道在不同倾角和不同出口间隙条件下的粉末汇聚特性和浓度分布特性进行了研究。分析了其它条件不变时，外层保护气流速对粉末汇聚的影响，得到了较优的结构尺寸，并利用设计研制的宽带同轴送粉喷嘴装置，进行了送粉和熔覆实验。结果表明，宽带激光同轴送粉喷嘴的焦点浓度在汇聚中心的径向和轴向都近似服从高斯分布；随着倾角的增大，出口间隙对焦距的影响也越来越大，且出口间隙越小，焦距越大；当倾角为70°; ，出口间隙为3.5mm时粉末汇聚性较好，粉末利用率较高；在其它条件不变时，外层保护气体流速过大或过小均不利于粉末汇聚，当外层保护气体流速略小于载气速率时，送粉喷嘴的粉末汇聚特性最佳。表面熔覆质量达到了预期要求，验证了该结构的合理性。所设计的宽带同轴送粉喷嘴对后续宽带激光熔覆的研究与应用具有重要意义。

为了研究汽车发动机连杆激光3-D打印制造工艺，采用理论分析和实验验证的方法，建立了连杆3-D数据模型，进行了分层切片处理，通过S型扫描和轮廓偏移扫描，规划两种连杆加工路径。选用铁基合金粉末以及相应的工艺参量，在激光3-D打印系统中进行连杆打印试验。扫描单层轨迹用时4min30s~4min56s，总用时4h20min。结果表明，连杆成形区底部的金相组织主要是柱状晶和树枝晶，中上部是细小的等轴晶，层间致密搭接，形成良好的冶金结合；成形连杆显微硬度为450HV~490HV，屈服强度为754MPa，抗拉强度为1189MPa，延伸率为9%。连杆激光3-D打印成形制坯性能相比于锻造、粉锻制造工艺，减少了工装成本支出并缩短了生产准备工时，其屈服强度、抗拉强度等力学性能超过钢锻连杆，与国外粉锻连杆相比，差别不大，能满足连杆制坯要求。