激光深熔焊接的物理过程非常复杂，目前学术界对于激光深熔焊接小孔内部金属蒸汽/等离子体动力学这一基础问题的理解尚不十分清楚。围绕这个问题，在国家自然科学基金等项目的资助下，论文对激光焊接过程中小孔内部金属蒸汽/等离子体的行为进行了三维数值模拟及研究，所取得的结果如下：(1)考虑熔池的对流和传热及熔化、凝固、蒸发等复杂相变现象，以及小孔内部金属蒸汽/等离子体的可压缩性的影响，建立了激光焊接瞬态小孔内部金属蒸汽/等离子体动力学的三维数学模型。(2)研制了三维可压缩Euler方程求解程序。程序可以求解绝大多数速度下可压缩气体的物理状态，包括密度、压力、速度、内能等，并且其求解结果可以达到二阶精度。同时采用气体动力学研究中典型的一维、二维、三维算例，对程序在低马赫、高马赫以及复杂边界条件下对激波的捕捉等方面的合理性和可靠性进行了验证。(3)利用所建立的模型和求解程序，模拟研究了304不锈钢激光深熔焊接过程中小孔内部金属蒸汽/等离子体的动力学行为，获得蒸汽密度、压力、速度、马赫数等物理量随时间变化过程中的三维分布。针对功率为2kW，焊接速度为3m/min，光斑半径为0.25mm的304不锈钢激光焊接工艺中小孔内部金属蒸汽/等离子体的动力学行为进行比较深入的研究，研究结果表明，在当前的焊接工艺下：1)小孔内部金属蒸汽/等离子体非常不稳定，其温度、密度、压力、速度以及马赫数的分布是不均匀的，且随时间变化较大；2)小孔内部金属蒸汽的密度约为0.1~0.3kg/m3；3)小孔中下部会产生一个高压区，在高压的作用下，小孔中下部的金属蒸汽可能向下运动；4)小孔开口和底部的马赫数比较高；5)小孔内部金属蒸汽/等离子体最大速度为数百米每秒，其振荡频率可约为3kHz~6kHz，与实验观察到的小孔内部金属蒸汽/等离子体振荡频率基本一致。