本发明涉及一种核电厂法兰3D打印再制造工艺及系统，包括去除法兰缺陷部分的金属，对法兰及其待修复区域进行扫描并建立三维模型，对法兰待修复区域的焊缝排布进行规划，生成机器人焊接路径并导入机器人控制器，先进行等离子弧焊打底层焊接再进行气体保护焊填充盖面，并在每层焊缝结束后对焊缝进行应力消除。系统包括扫描部件、模型分析部件、机器人控制器、机器人以及工作台。本发明基于机器人3D打印修复，合理布置整体的焊接顺序及方向，实现了焊接自动化，免除了人工繁重的焊接工作，实现了整体构件焊接热输入的相对平衡，达到控制焊接变形的目的，可以控制焊缝热影响区比手工焊方法的小，并控制焊缝残余应力在较小范围。