金属增材制造是最先进和最具发展前景的增材制造技术,是未来科技和产业发展的重要方向。增材制造件的成形工艺特点使其面临着孔洞、开裂和分层等致命的问题,严重影响着结构性能。当前,使用超声等无损检测工具,检测并定位定量缺陷的状态,逐步成为热门的研究方向。激光超声检测技术具有非接触、频带范围大、检测精度高等优点,成为检测增材制造件微小缺陷的有力工具。因此,本文对不锈钢增材制造件表面缺陷和内部缺陷进行了激光超声检测仿真与试验研究。采用有限元方法建立了激光激发超声的数值模型,系统地解释了激光超声的热弹耦合理论,求得了瞬态温度场、应力场和位移场分布,并对激光超声的激励参数影响和传播特性进行了分析。然后针对采集到的激光超声信号信噪比较低的问题,提出了CEEMD结合小波半软阈值去噪的算法,利用仿真信号和实验信号对不同降噪算法进行降噪效果比较,证明了该算法在实际应用中的有效性和优势。为了实现激光超声技术对增材制造件表面缺陷的定位定量检测,本文利用带缺陷的仿真模型,分析了表面波与缺陷相互作用的复杂过程,进而在时域、频域上分析不同深度和宽度的缺陷对反射表面波、透射表面波信号的影响。对316L不锈钢增材制造件进行激光超声检测实验,结果表明:数值模拟与实验结果基本一致,表面波与缺陷作用产生的RS波和RR波的到达时间差可以检测缺陷的深度,而缺陷的宽度对检测结果几乎无影响。由于激光超声检测内部缺陷时底面反射波衰减严重和衍射回波信号较弱,因此利用激光超声可能很难检测到增材制造件内部的微小缺陷。本文提出了一种基于移动扫描法的透射横波缺陷检测方法。该方法采用相反方向的两次同步移动激发源和接收源的扫描方式,利用互相关算法计算每个扫查点透射横波的时延值。最后,根据样品的厚度以及左扫描和右扫描中两个最大信号延迟点之间的距离来估计内部缺陷的位置。数值模拟和实验结果表明,该方法可以成功地识别316L不锈钢增材制造件内部直径1mm的缺陷。另外,针对传统超声检测技术移动扫查缺陷过程中的定位方法展开了讨论,提出一种基于光电鼠标与惯性导航数据融合的定位系统,该方法稳定性好,短时精度高,有望能够满足超声无损检测过程中超声探头的实时位置标记。本文的研究将激光超声检测技术应用到实际的增材制造件表面缺陷、内部缺陷检测中,提出了一些有效实用的检测方法。研究结果对进一步的工程实践应用具有较好的参考价值。