等离子熔覆工艺受多种工艺参数影响,如熔覆电流强度、喷枪扫描速度、喷嘴孔径、电弧弧长等。等离子发生器尺寸小而且结构复杂,难以通过实验的方法对电弧温度场、流场等物理属性进行研究,而等离子熔覆过程存在电场、磁场、热、力等多物理场相互作用,因此,难以对其进行精确的理论计算。采用数值模拟的方法可以很好的解决这些难题。近年来,随着计算机技术的不断发展,数值模拟在等离子熔覆过程中的应用也逐渐增多,这对深入研究等离子熔覆传热机理,提高等离子熔覆质量具有重要意义。首先,由于电弧的温度分布对等离子熔覆质量产生重要影响,本文根据等离子熔覆工艺,建立了包含“电极-离子气-基体“的三维有限元模型,依据磁流体动力学理论（MHD）,对等离子电弧传热过程进行了数值模拟,计算了等离子电弧的焦耳热和电磁力分布,将不同参数条件下的电弧焦耳热和电磁力以体积生成热和体积力的方式带入电弧流场中,利用流体仿真软件Fluent计算了电弧的速度和温度分布,探讨了不同电流强度、喷嘴孔径以及钨极内缩量对电弧温度场的影响,发现工艺参数对电弧温度影响的程度为:电流强度＞喷嘴孔径＞钨极内缩量。另外,由于电弧与熔池之间存在耦合关系,本文还计算了不同参数条件下电弧与基体耦合面的热流密度分布以及基体的温度分布,发现在耦合面上电流密度分布以及基体表面温度分布都呈现出中心区域高,随着远离中心距离的增加而逐渐降低的特点。其次,由于等离子熔覆工艺为移动条件下的电弧加热过程,在熔池数值模拟过程中需要建立一个移动热源模型。本文根据模拟得到的电弧与基体耦合面热流密度的分布,选取高斯热源作为热源模型,并根据模拟得到的热流密度分布结果优化高斯热源模型,建立了优化的移动高斯热源模型,通过ANSYS APDL（参数化程序设计语言）实现移动高斯热源在基体上的加载。对等离子熔覆过程基体温度场进行数值模拟,探究不同工艺参数下基体的温度分布,发现电流强度和喷嘴孔径对熔池深度和宽度影响都较大,电弧移动速率对熔池深度的影响较大,对熔池宽度的影响较小。最后,结合数值模拟结果,采用响应曲面设计的方法获得了熔池深度计算模型,根据获得的熔池深度的计算模型,拟定了一组高锰钢基体等离子熔覆较优工艺参数,分别为熔覆电流180A,电弧扫描速度4mm/s,等离子喷嘴孔径4mm。最后,采用工艺参数为熔覆电流180A、电弧扫描速度4mm/s、等离子喷嘴孔径4mm,在高锰钢基体上熔覆了一层镍基合金,通过分析熔覆层微观组织以及形貌发现熔覆材料与基体发生了良好的冶金作用,熔覆层与基体结合牢固,实验结果也表明在此工艺参数下可以获得良好的熔覆层硬度以及耐磨性能。