本发明涉及激光熔覆装置技术领域，具体涉及一种油缸内壁激光熔覆装置，包括滑轨，滑轨的一端安装有旋转台，滑轨的另一端安装有移动台，移动台的一端安装有支臂，支臂的一端安装有激光熔覆头，还包括外套管、回转机构和环形齿架，外套管固定套接在支臂的一端位置，回转机构转动连接在外套管的外侧壁。本发明中，通过回转机构的设置，油缸正向转动时带动清洁刷模块反向自转，同时清洁刷模块反向自转时带动回转机构反向转动，清洁刷模块相对油缸移动时，对油缸内壁待加工位置进行清扫，使得对激光熔覆头加工时飞溅到待加工区的熔渣进行清理，避免熔渣对熔覆层的影响，提高对油缸内壁的熔覆效果。