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激光加工技术以其柔性、高效、非接触及材料适应性广等特点成为不可替代的加工技术。短及超短脉冲激光(ns～fs)可获得比长脉冲激光更佳的加工质量，短脉冲纳秒激光因其高效率、低成本的特点，在激光成孔领域应用最为广泛。然而，纳秒激光成孔时，孔口及孔壁易产生翻渣、再铸层和裂纹等缺陷，开发辅助工艺进一步提高纳秒激光成孔质量，是当前激光成孔领域研究的热点。本文针对空气及液体介质中激光成孔易产生各类缺陷的弊端，分别提出了空气中工件超声振动辅助成孔工艺和水下超声场辅助激光成孔工艺。本文主要研究工作与结论如下: (1)分析了工件超声振动辅助激光成孔的质量优化机制。研究认为超声振动可提高孔底激光趋肤深度，改善孔壁激光辐照的均匀性，降低打孔的随机性，且超声振动有利于熔融物在反冲压力的作用下更易排出孔外，减少再铸层，提高激光的加工效率。 (2)提出了水下超声场改善激光成孔质量的新工艺并分析了水下超声场辅助激光成孔的优化机制。研究认为超声波的加载将在液体中形成空化效应、声流场等现象，空化泡振荡产生的冲击波和其溃灭时的射流能清洁孔壁和工件表面，消除热气泡、去除孔内的熔渣并阻止液相中飞溅物再次沉积;工件表面和空化泡附近形成的声流场加速了液体的对流，使得工件表面快速冷却，降低孔壁的再铸层厚度。 (3)开展了超声辅助振动纳秒激光成孔实验研究。超声振动辅助激光打微盲孔实验中，超声振动使孔深增大、毛刺和溅射减少、再铸层厚度减小。在超声振动辅助激光打通孔实验中，孔截面更接近直孔、锥度和孔壁粗糙度减小。上下孔口直径随脉冲能量增大而增大;脉冲频率对上孔口直径和孔的锥度影响显著;离焦量不同，孔的形貌不同，采用辅助气体有助于改善孔的质量。 (4)开展了水下超声场辅助纳秒激光成孔实验研究。采用NCS-1型水听器检测了成孔过程中的声压信号，对比分析了有无超声场下的激光成孔质量。实验结果表明超声场能够增强等离子体冲击波和光空化效应，孔口直径和孔深均随超声功率和激光脉冲能量的增大而增大，孔锥度减小;优化后最佳的水层厚度约3mm。实验发现超声场辅助成孔工艺下，孔底气孔被消除，孔壁波纹细化，孔口形状、孔壁粗糙度改善，熔渣沉积减少，孔的质量明显提高。