构建Ti-6Al-4V合金激光快速成形熔池凝固过程的数学和物理模型，运用CA-FE耦合算法模拟凝固温度变化和微观晶粒生长过程。模拟和实验结果基本相符，均表明：熔池温度场整体呈对称分布的趋势，熔池的宏观形貌为梭形结构；实验温度变化曲线和模拟温度变化曲线基本一致，由于结晶潜热的释放出现短暂的温度平台；熔池在0．325s内完成凝固，冷却速率为1292．6℃／s；熔池中晶粒生长以粗大β柱状晶为主，朝着熔池中心位置生长，最佳生长方向与熔池凝固时负温度梯度方向一致，体现出晶粒生长几何择优取向的一致性，晶内为针状马氏体构成的网篮结构。

基于有限元法对单道单层激光熔池的凝固过程进行数值模拟，得到熔覆过程中激光熔池的温度场分布及温度梯度分布等数据信息，结合测温实验，分析了激光熔池在凝固过程中的热行为，阐述了激光工艺参数对熔池凝固传热过程的影响。结果表明：在激光单道熔覆过程中，熔池前端热量集中、熔深较大，尾部热量传递迅速、熔深较小。温度梯度在熔池前端最大值变化范围是3.04~3.89*106℃/m-1。激光功率对熔池热传递的影响效应大于扫描速度影响效应的规律。模拟和实验结果吻合。