激光作为现代加工领域的一种应用范围较广的加工工具,如激光打孔、金属切割、材料焊接、熔覆制备涂层等,在汽车制造领域、商品加工领域、船舶加工领域和航天领域乃至外太空作业等有广泛的应用。随着现代社会生产节奏的高速发展,生产力也急需随之提高,而如何提高激光加工的效率被现在社会密切关注。前期研究结果表明,在合理配置外置磁场的情况下,可以有效提高激光能量利用率,提高激光的烧蚀效率,从而提高激光的加工效率,针对外置磁场对激光的加工效率提高的问题,论文从数值模拟分析和实验两方面入手,以非铁磁性金属材料铝和铁磁性金属材料铁这两种典型材料作为研究对象,开展了磁场对激光烧蚀金属靶材的影响研究,论文的研究工作为外置磁场下激光加工工艺参数的改进提供了理论基础和实验依据。针对外置磁场对毫秒激光烧蚀金属材料过程的作用机制,论文从激光烧蚀金属的过程和电磁场作用的理论体系出发,重点探讨了电磁场对激光诱导热作用的影响。基于傅里叶热传导理论,分析了金属吸收激光能量的温升变化,到熔融后金属靶材的相变过程。建立了磁场作用下电磁力对激光烧蚀铝、铁的影响物理模型,并利用有限元软件进行多物理场耦合,采用继承解的方式,对磁场下激光烧蚀金属靶材温度场等变化规律进行求解,研究结果显示,在外置磁场的作用下,随着磁感应强度逐渐增加,两种金属材料的烧蚀效果均有明显变化,而磁场方向对激光烧蚀结果的影响不明显,可忽略不计。在2ms的脉冲激光能量下,热应力的积累效果相较磁场的场作用力不明显,结果可为后续的实验数据分析提供理论基础。在理论计算的基础上,论文搭建了磁场作用下激光烧蚀金属靶材的实验装置,并针对铝和铁两种金属靶材,开展不同激光参数下改变施加磁场参数下的激光损伤特性研究。实验结果表明,在不改变激光参数的条件下,外置沿靶材径向方向的磁场可使激光烧蚀深度、烧蚀面积和烧蚀效果有明显改变,并且相较于铝靶材,铁靶材除了受到安培力的影响外,还受磁场引力的影响。在激光参数及其他条件不变的情况下,增加磁场强度,随着磁场强度的增加,在0-600mT时烧蚀效果逐渐增强。而在相同激光参数和磁场强度情况下,磁场方向和极性对激光烧蚀效果影响不大。上述研究结果表明,外置磁场可以有效提高激光对金属靶材的烧蚀效率,实验结果和理论结果相符,论文的研究结果可为新时代激光加工工艺研究提供强有力的理论依据和技术指导。