激光增材制造由于在难加工材料和复杂结构零件的研制生产中具有得天独厚的优势,因此对于高附价值零件的小规模制造而言,该技术具有广阔的应用前景。然而,激光增材制造复杂的加热冷却过程,使得凝固组织的调控成为一大挑战。因此,为了控制和优化增材制造过程,理解凝固组织的演化是十分重要的。但由于凝固时间短,熔池尺度小,在实验过程中很难直接观察到其演化过程。针对上述问题,本文选取Inconel 718合金为研究对象,利用宏观温度模拟耦合微观相场模拟工具,开展熔池内部凝固组织生长行为研究。首先,本文根据传热传质理论和体系自由能最小化理论,开展了宏观温度场以及微观相场结合的多尺度模型研究。针对模型计算效率较差的问题,进行了优化工作。通过多线程并行计算,使得模型的运行速度提高2.5倍,内存压力缓解4倍。其次,本文通过激光增材制造实验获得熔池横、纵截面形貌,通过宏观温度场模拟获得温度分布云图,根据实验与模拟的熔覆层形貌比较,验证了仿真模型的有效性。进而利用温度场模拟结果,获取到熔池凝固界面的凝固参数（温度梯度G、凝固速率Vs、冷却速度R）,研究了熔池局部热行为对凝固组织竞争性生长的影响。通过模拟发现,凝固组织的演化受凝固参数以及形核排布的影响,发现凝固参数影响晶粒的淘汰速率,形核排布会影响枝晶的生成和淘汰,二者共同决定晶粒的选择过程。同时,也解释了模拟过程中发现的反常竞争、择优取向现象。最后,本文将温度场数据进行切片以及拟合,输入到微观相场模型中,突破了相场模拟的微观局限性,从而深入研究了宏观熔池的全域凝固组织生长行为。通过模拟发现,宏观温度梯度影响熔池全域的凝固组织生长行为,并决定熔池不同位置的晶粒生长以及随温度梯度变化的渐变弯曲晶粒形成。并与实验结果进行了匹配工作,验证了仿真的可靠性和有效性。