小孔是实现激光深熔焊接的先决条件,决定了激光光能到熔池热能的转化过程。研究小孔孔壁上的微观信息及激光与孔壁的相互作用过程,是认识激光深熔焊接物理过程的有效方法和关键难题。本研究提出了制作一种高热导和熔池快速凝固的铜合金,并基于高功率光纤激光焊接中突然关光的方式,熔池快速冷冻保留了深熔焊接小孔和清晰的孔壁表面形貌;并利用高功率光纤激光焊接"三明治"模型,基于配置衰减片的高速摄像从玻璃测观察小孔孔壁上激光致强烈蒸发蒸气,观察激光束与小孔孔壁相互作用的动态过程。结果表明:小孔分为激光作用区和金属蒸气压力维持区;处于焊接前方的激光作用区位于小孔前壁,其孔口直径约为光斑直径,壁面上存在一系列以光斑中心为圆心的同心椭圆环,圆环间存在大量皱褶。蒸气压力维持区表面近似光滑,其孔口直径约为光斑直径的2倍。焊接中前壁上光斑中心致强蒸发蒸汽以0.3~0.75 ms的周期向下作周期性运动,并随着焊接速度的增加而减小。小孔前壁存在约0.5 mm的熔化厚度;后壁上存在少量离散分布、由前壁反射光致蒸发蒸汽;前壁上周期性向下运动的强蒸发蒸汽是激光与小孔前壁相互作用过程。该蒸汽产生的反冲压力作用于前壁,使作用区底部略微向焊接方向凹陷。进一步分析表明焊接中小孔的形成过程为激光光斑中心在小孔前壁上的周期性打孔过程,打孔方向沿光束方向,打孔周期在0.3~0.75 ms之间。孔壁上的蒸发蒸气表明高功率光纤激光焊接中,孔内光纤激光能量的耦合方式为多次反射吸收,但决定焊接熔深的是小孔前壁对入射激光一次吸收所致的打孔运动。前壁表面的椭圆环波纹表明孔壁上的熔化液体主要往孔底流动,但存在少量液体向侧壁流动,甚至少量前壁上方的熔液向前流动。