本发明涉及涂层熔覆技术领域，尤其涉及一种金属表面梯度涂层熔覆装置及方法。装置包括操作台、移动架、驱动件、夹持座、电机、支撑架、滑动架、连接绳、熔覆器和打磨器；移动架滑动设置在操作台两侧；夹持座设置在两组移动架的相对端上；支撑架设置在两组移动架之间；滑动架设置两组，滑动设置在操作台的上端，且分别连接一组连接绳；熔覆器和打磨器分别通过连接绳悬挂在操作台上。本发明通过驱动件调节移动架的间距，利用夹持座对待加工件进行限位，控制其转动。再配合抓取方便的打磨器和熔覆器，先除锈、除污，再熔覆。加工操作简单、方便，熔覆效果好，加工精度高，适合不同类型待加工件。