选区熔化技术金属增材制造是最先进和最具发展前景的增材制造技术,具有高自由度,高效成型,灵活成型,短加工周期等优点。因其成形工艺特点使316L不锈钢增材制造件存在孔隙、裂纹和分层等致命成型的问题,严重影响着成型件的力学性能和结构性能。为有效控制316L不锈钢成型质量,保证成品效率,对316L增材制造件的检测具有重要的意义。当前,激光超声作为无损检测工具检测并且表征制件的质量,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,成为表征316L不锈钢增材制造件物理参数的有力工具。因此,本文基于激光超声测量研究316L不锈钢增材制造件物理参数,建立表征316L不锈钢增材制造件性能的弹性常数、密度以及孔隙度与超声纵波声速和横波声速的关系,研究316L不锈钢增材制造件的横观各向同性,评判加工制造性能。开展主要内容如下:首先,基于激光超声热弹耦合理论模型分别阐述热弹机制与烧蚀机制,并分析激光超声在热弹机制和烧蚀机制的传播特性,为后续工作在信号测量方面提供基础参考。此外,讨论激光超声检测工具的接收特点,构建完全非接触的激光超声测量系统。其次,因不同激光打印功率不仅对316L不锈钢增材制造件的弹性常数产生巨大差异,同时也对316L不锈钢增材制造件的孔隙和密度呈现显著的差异,因此,开展激光超声对激光选区融化技术316L不锈钢增材制造样品的密度与孔隙检测研究,通过实验中将脉冲激光聚焦成线源在316L不锈钢增材制造样品中诱导超声波,提出纵波和表面波相结合的方法评估316L不锈钢增材制造件的密度与孔隙,分别分析不同成型方向的孔隙度与密度对纵波和表面波声速的影响。建立纵波声速与表面波声速与316L不锈钢增材制造件孔隙和密度之间的模型,分别对比二值化孔隙评估方法和阿基米德排水法对孔隙和密度的表征效果和纵波与表面波声速对密度与孔隙的表征效果,提供定量表征316L不锈钢增材制造件的密度与孔隙度的有效方法。最后,采用激光超声测量不同工艺参数的316L不锈钢增材制造件不同成型方向的纵波与横波声速,提出各向同性理论近似评估横观各向同性结构特征的316L不锈钢增材制造件的弹性常数。并借助COMSOL有限元仿真验证在不同弹性常数下的激光超声传播情况,分析激光超声实验与有限元仿真误差,此外,计算反演横观各向同性316L不锈钢增材制造件不同成型方向的杨氏模量和泊松比,反演结果与实际的杨氏模量和泊松比吻合良好。为激光超声测量316L不锈钢增材制造件的弹性常数提供有效应用依据。本文研究激光超声检测技术应用到实际的316L不锈钢增材制造件物理特征参数的定量表征中,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。