金属增材制造技术已经在诸多领域取得了应用,成为了一种重要的加工技术,也是整个增材制造体系中难度较高的技术。它依托计算机软件技术的优势,弥补了传统加工方式的不足,但是在金属增材制造的过程中会产生裂缝、孔隙、翘曲变形等缺陷,对产品质量产生影响,造成损失。因此开展应用于增材制造领域的无损检测技术的研究具有重要的实际意义。首先,本文根据激光与物质相互作用的原理,分析了金属增材制造过程中声源的发声机理,在理论分析的基础上,以SLM增材制造设备为应用场景搭建了一套空气耦合光声在线检测系统。使用传声器阵列对激光声信号进行实时采集,并设计了与阵列相匹配的结构件及信号采集电路,完成了上位机软件的设计与实现,包括数据采集软件及信号处理软件。通过实验验证了系统的可靠性,并完成了系统的上线安装及测试。其次,本文采集并分析了SLM增材制造设备的现场环境噪声,建立了一套裂缝缺陷检测方法并开展了相关实验,使用主成分分析、谱减法、小波去噪等技术提高信号的信噪比,通过时频分析理论从时域、频域等多个维度分析了裂缝缺陷处的激光声信号特征,分析了缺陷尺寸对时频特征参数的影响,实验结果表明本文所搭建的系统可以有效实现对裂缝缺陷的在线检测,缺陷分辨率可以达到20μm。最后,开展了针对TC4钛合金粉末加工过程的在线检测实验,分析了不同工艺参数组合对声信号特征的影响,分析了激光输出功率、激光扫描速度与声信号特征之间的联系;对加工过程中出现的翘曲变形缺陷和其声信号时频特性进行研究,将其与无翘曲时的声信号特征进行分析和对比。本文将空气耦合光声无损检测技术应用于金属增材制造领域,为增材制造加工过程中的在线加工质量和缺陷检测提供了一种手段。