激光钻孔是最早达到实用化的激光加工技术,也是激光加工的重要应用领域之一。随着现代工业和科学技术的迅速发展,高熔点、高硬度材料的使用越来越多,传统的加工方法已无法满足这些材料的加工要求。激光钻孔具有效率高、成本低、适用范围广以及综合效益显著等优点,并且具有较高的柔性和较好的自动化程度。目前,激光钻孔技术已应用于火箭发动机和柴油机的燃料喷嘴加工、化学纤维喷丝板钻孔、钟表及仪表中的宝石轴承钻孔、金刚石拉丝模加工等方面。　　 本文分析了激光与金属材料的相互作用以及短脉冲激光对金属材料钻孔的物理机制。介绍了目前各种激光钻孔方式和各自特点,以及影响微孔质量的因素。利用有限元方法,在ANSYS软件环境下,建立了激光钻孔过程的有限元分析模型,对温度场进行了分析,得到了钻孔过程中不同时刻温度场的分布。根据不同的激光钻孔方式,采用冲击钻孔和螺旋钻孔两种方式对GH2132和GH4169两种高温合金材料进行钻孔实验。针对不同的钻孔方式,采用短脉冲激光器和3D动态聚焦振镜搭建了微孔加工系统。激光器采用德国Edgewave激光厂商生产的VX8Ⅱ-EwithNd:YVO4绿光激光器,波长532nm,脉冲宽度8ns,重复频率:1～150kHz。3D动态聚焦振镜是德国Scanlab公司的新一代动态聚焦系统,通过系统中振镜和光学元件可实现对激光束快速、精准、可靠地三维定位,将激光器转变为高速、灵活的材料加工工具。　　 采用短脉冲冲击钻孔的方法,对GH2132薄板进行钻孔。考察了激光器的平均功率,重复频率,离焦量和脉冲个数等参数对高温合金材料上微孔加工的工艺影响。通过3D动态聚焦振镜系统来完成螺旋钻孔试验,相对于以前的钻孔方法,这是一种新颖的钻孔方式。利用该方法,对GH4169薄板完成钻孔实验,并探讨了激光功率、脉冲频率和扫描速度等参数对其工艺质量的影响。通过两种钻孔方式的对比分析得出:在加工小孔径微孔是采用冲击钻孔的方法,但是这种方法对激光器的光束质量要求较高,钻孔的重复稳定性不高;加工大孔径微孔时,采用螺旋钻孔的方式可以得到圆度高,锥度小,重铸层少的孔。与其他旋切钻孔方式相比,这种钻孔方式加工效率高,微孔的圆度高,锥度小,重铸层和热影响区小。