本发明涉及无损检测领域，具体是一种相控阵全聚焦‑非线性融合成像方法，包括如下步骤：S1、确定检测对象的待检测点，通过超声相控阵检测设备在待检测点处进行全矩阵数据采集，对所采集的数据进行全聚焦成像；S2、在待检测点处，通过超声相控阵检测设备分两次分别实现并行发射和顺序发射，计算非线性图像指标；S3、将归一化的全聚焦成像以及非线性图像指标进行数据融合以获取融合图像。本发明可获得微缺陷准确的轮廓特征并量化分析，能对微缺陷裂纹尺寸进行有效的实际评估。