粉末床熔融（Powder Bed Fusion,PBF）金属增材制造技术,因为具有高复杂度零件的制造能力、较高的零件设计自由度和材料利用率,而被应用于各种高端的工业制造领域。但是,由于增材制造技术逐点扫描、逐层累积的复杂工艺,增材制造成型的零件往往会产生气孔、裂纹、未熔合等缺陷。这些缺陷尺寸小、随机性强,影响着产品的质量。目前由于缺乏稳定可靠的在线缺陷检测技术,只能在零件制造完成后进行离线的缺陷检测。这种离线的检测方式不仅存在着内部缺陷检出率低的问题,而且检出缺陷后的零件修复难度也非常大。因此,如能突破在线缺陷检测技术将对于PBF金属增材制造的质量提高、成本下降,以及普及应用具有很大的促进作用。激光超声检测技术由于具有非接触的特征能够在高温、高压、高辐射等复杂环境下工作,被认为是一种极具潜力的在线检测方法。本文以金属增材制造缺陷的激光超声检测技术为研究对象,首先通过建立有限元仿真模型,探究了激光超声与缺陷的相互作用机制;其次,搭建激光超声检测系统,对含有预置缺陷的增材制造样品进行检测分析;最后,设计了用于PBF增材制造的激光超声在线检测系统和方案。主要成果如下:1.建立激光超声的模型,研究了点源激光作用于316L不锈钢表面激励超声波的过程以及激光参数对超声场的影响,深入地探究了激光超声与表面缺陷和亚表面缺陷的相互作用机制以及缺陷尺寸变化对超声信号的影响,为激光超声在增材制造缺陷的检测应用中提供了理论基础。2.搭建激光超声检测检测系统,对含有预置表面缺陷和亚表面缺陷的316L不锈钢PBF增材制造样品进行激光超声检测,分析了增材样品表面粗糙度对激光超声检测带来的影响;对检测结果的A扫、B扫、C扫结果进行处理,实现了亚毫米级别的表面缺陷（宽度0.1mm的表面刻槽）、深度在0.5mm内亚表面缺陷（宽度为0.5mm的亚表面刻槽）以及直径为50μm（接近PBF增材制造粉末量级）的矩阵孔的定量检测。3.设计了用于PBF增材制造过程进行激光超声在线检测的系统和方案,提出了适用于在线检测中缺陷快速扫查定位+C-scan扫查定量的组合扫查技术,并通过搭建在线检测模拟平台验证该方法的可行性。