激光增材制造技术是基于分层制造的原理,将三维模型分层加工为实体零件的一项先进制造技术,目前该技术已经被广泛应用于航空航天、汽车制造以及生物、医疗等领域。而在激光增材制造过程中由于熔池温度极高再加上由温度变化引起的应力值、应变值的测量较为困难。因此探究激光增材制造成形机理,分析温度场、应力场分布规律对激光增材制造高温合金零件成形质量的影响具有重要指导意义。采用ANSYS数值模拟软件建立长方体有限元模型,将热源类型确定为高斯热源且考虑相变潜热以及非线性因素;采用APDL(ANSYS Parameter Design Language)语言进行参数化设计并利用移动热源和“生死单元”技术来模拟激光增材制造过程的温度场以及应力场。选择了激光增材制造过程中经常采用的四种扫描方式对其温度场进行分析,着重研究了不同扫描方式下温度场分布情况、扫描线变向转接处温度分布情况以及整个时间历程上的温度分布情况;对成形过程中Y方向和Z方向的温度梯度变化情况进行了分析。采用热-力耦合的方法得到应力场变化规律。主要分析了四种扫描方式的热应力、冷却到室温后的残余应力、成形件的塑性应变以及变形量。随着熔覆过程的进行,热应力值在不断减小;当成形件冷却到室温时,残余应力值各不相同,且主要集中在长方体底部边缘处;沿X方向(长度方向)的塑性应变是导致成形件产生裂纹的主要原因。在四种扫描方式中,Path4(扫描方式:每层顺时针旋转67°)的热影响区最小、低温区域更大且热应力、残余应力以及变形量在四种扫描方式中均为最小。故将Path4确定为最合适的扫描方式进行激光增材制造试验。通过GH4169镍基高温合金激光增材制造试验,得到了致密良好的长方体成形件。将Path4残余应力及X方向塑性应变模拟结果与试验结果进行对比,得到残余应力主要分布在零件的两端与中心位置,且残余应力在两端集中更严重;而在微观组织观察时发现了位错和平行于扫描方向的裂纹等缺陷,这都与理论分析、数值模拟结果一致,故有限元模拟对缺陷的预测较为成功。