随着工业技术不断向精密化方向发展,高深径比、高质量的微孔应用越来越广泛,传统的机械制造技术已不能完全满足工业发展的需要。而激光打孔具有效率高、柔性好、加工质量可靠等优点,因此被广泛研究和应用。为了分析中厚板材上高深径比微孔的成形特点,本文在磁场环境下进行了毫秒脉冲激光同轴移动打孔的理论分析、数值模拟和实验研究。首先,介绍了激光束的基本特性和毫秒脉冲激光同轴移动打孔的过程。对等离子体的产生,激光与等离子体的相互作用,以及磁场对等离子体的影响机理进行了阐述。基于ANSYS有限元分析软件的参数化设计语言,建立了激光同轴移动打孔的有限元模型和热源模型,采用生死单元技术模拟了激光同轴移动打孔的温度场分布和微孔形貌,并与实验结果进行对比。模拟结果的温度场分布与实验过程相符合,证明了模型的有效性。微孔入口形貌和出口形貌的模拟结果与实验结果相吻合,但是孔壁形貌存在一定的偏差,入口直径和出口直径的模拟结果大于实验结果。然后基于搭建的磁场装置,进行了磁场辅助激光同轴移动打孔的实验研究。研究了激光同轴移动速度和磁场强度对微孔质量的影响,包括微孔形貌、直径、圆度、锥度以及重铸层和微裂纹。结果表明,随着激光同轴移动速度的增加,微孔的入口直径和圆度无明显变化,但是出口直径和圆度逐渐减小,同时锥度角和重铸层厚度增加。激光束的同轴移动增加了激光在微孔内壁的反射,改善了微孔内壁质量。磁场减弱了等离子体屏蔽效应和冲击波的影响,激光能量利用率提高,微孔直径、孔壁重铸层厚度和表面粗糙度减小,内壁质量得到改善,但是磁场对微裂纹的改善效果不明显。最后,研究了激光移动速度对激光同轴移动打孔和环切打孔质量的影响,并对微孔入口边缘进行了能谱分析。结果表明,激光同轴移动打孔的入口圆度更好,深径比更大,而激光环切打孔的孔径更大,圆柱度更好。激光同轴移动打孔的孔中部重铸层最厚,激光环切打孔的入口处重铸层最厚。激光同轴移动打孔和环切打孔的孔入口边缘均发生了氧化反应,氧元素的含量增加,铁、铬、镍元素的相对含量降低,其他元素未发生明显变化。