增材制造作为一种新兴的制造技术,近年来取得了快速的发展。增材制造件质量好坏直接影响到零件的可靠性和安全性,也关系到增材制造技术的应用前景,对增材制造件进行无损检测是保证零件安全、可靠的前提。激光超声检测技术凭借其非接触、频域宽、检测精度高等优点,与常规的检测方法相比具有较大的优势。因此,利用激光超声技术对增材制造件进行无损检测及质量评估具有十分重要的理论和应用价值。本课题针对增材制造件开展激光超声检测研究,探究表面波声速与样品成形质量(孔隙率)之间的相关性。论文首先介绍了激光超声的产生机理,并在热弹效应的基础上研究激光激发超声波的点源与线源理论模型,利用COMSOL软件模拟激光激励在金属材料中激发超声波的声学特性,为激光超声检测样品提供了理论依据。试验根据检测需求选择合理的硬件参数,搭建激光超声无损检测系统,并设计专门的夹具,同时对试验系统进行标定。另一方面,通过对激光选区熔化金属3D打印设备进行参数设置,打印一批同种规格、不同激光功率的316L不锈钢增材制造件。利用激光超声检测系统对打印样品进行无损检测,采集表面波信号。为了获取较为准确的表面波声速,首先对获得的超声信号分别在时域和频域上进行滤波去噪处理,并对同一激励点下不同位移处的表面波信号做互相关分析,以获得离散的表面波时移点集。最后利用RANSAC算法对表面波时移点集进行线性拟合,获取优化的声速解。为了实现激光超声对增材制造件的无损检测及质量评估,需要建立表面波声速与样品孔隙率之间的相关性。通过对增材制造件进行表面显微缺陷观察,发现不同激光功率制备的样品之间,表面缺陷的大小和数量均存在差异。针对采集的样品表面缺陷图像进行分析,研究采用灰度变换、阈值处理等图像处理方法对缺陷区域进行提取,计算图像内缺陷区域占比情况,以此来表示样品的孔隙率。建立表面波声速与样品孔隙率的数学模型,结果表明,表面波声速与样品孔隙率之间呈线性相关。本文主要将激光超声表面波测速应用到增材制造件的无损检测中,为增材制造件的无损质量检测提供一种可靠、快捷的检测方法。