航空发动机涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件,被誉为“皇冠上的明珠”,承担着将高温燃气转化为动能为飞机提供动力的功能,是发动机先进程度的重要标志。为了提高涡轮叶片的使用寿命和工作稳定性,需要采用气膜孔冷却技术,航空发动机在工作过程中,空气流经微孔形成气膜起到冷却和保护叶片作用;气膜孔直径小、数量多、空间角度复杂,加工质量要求高,传统的钻头钻孔、电火花加工和电化学加工等微孔加工技术很难满足现阶段高质量气膜孔需求。作为一种特种加工技术,激光加工利用高能量的激光束聚焦于材料表面,使材料发生熔融溅射和气化,从而实现孔的加工,虽然加工效率高,但加工出的微孔孔壁存在热影响区、重铸层和微裂纹等缺陷层。为了消除激光加工微孔带来的缺陷层,必须探寻新的加工方法,才能实现高温合金叶片气膜孔的高效高质量加工,推动我国航空发动机整体制造水平的发展。本文针对高质量涡轮叶片气膜孔的加工需求,提出动态液体辅助激光加工新方法,以IN718高温合金为研究对象,对动态水流和动态化学液辅助激光加工微孔机理及工艺进行了研究,并通过工艺优化最终获得无重铸层、微裂纹等缺陷的高质量微孔。首先,总结概述了液体辅助激光加工技术研究现状,分析了现有液体辅助激光加工方式的优点和不足。探讨了金属材料对激光的吸收特性、激光与金属材料相互作用机理以及激光加工微孔的过程和方式,并对激光在水中的传输特性以及液体辅助激光加工的机理进行了总结和分析。其次,对纳秒激光加工IN718高温合金微孔进行了研究。通过脉冲激光叩击式打孔试验,探究了空气中IN718高温合金在纳秒激光辐照下的烧蚀阈值,分析了多脉冲、离焦量和脉冲序列对孔的烧蚀特性影响规律,阐明了纳秒激光对IN718高温合金材料的去除机理。接着对轮廓迂回填充式激光加工微孔方法进行了试验探究,研究了激光工艺参数（扫描速度、重复频率、离焦量、加工次数）对孔的影响规律,通过单因素分析法,得到最佳的激光工艺参数组合如下:功率为100W,扫描速度为20mm/s,频率为50k Hz,加工次数为3,直线填充间距为20μm,离焦量为200μm,此时孔的锥度最小为0.125。再次,为了消除纳秒激光在空气中加工微孔带来的微裂纹、热影响区和重铸层等缺陷,提出动态液体辅助激光微孔加工技术,分别对动态水流辅助激光和动态化学液辅助激光加工微孔进行了研究。首先采用动态水流辅助激光叩击式打孔方式,研究了激光功率、加工次数等工艺参数对孔径、孔深和形貌的影响,并与激光在空气中打孔效果进行对比,结果表明动态水流辅助激光微孔加工技术可有效减小热影响区,提高微孔加工质量和效率。然后对动态化学液辅助激光加工技术进行了探究,选配出2 mol/L HCl和4 mol/L Na NO3混合溶液满足常温下不与IN718高温合金基体材料反应,高温下与其反应的特性。研究了动态化学液辅助激光打孔过程中溶液喷出流量和偏移距离对孔径和锥度的影响规律,结果表明,改变溶液喷出流量和偏移距离会影响动态液膜对材料的冲击去除效果和冷却效果,对加工后孔的入口直径和出口直径影响较大。利用扫描电镜和激光共聚焦显微镜检测了在空气、动态水流辅助和动态化学液辅助条件下激光加工微孔的孔口和孔壁形貌,发现动态化学液辅助激光加工出的孔口无重铸堆积,孔壁不存在重铸颗粒缺陷,但该方法加工的微孔非常规圆柱形微孔,锥度较大。最后,为了改善动态化学液辅助激光加工微孔的锥度,对动态化学液辅助激光加工进行了工艺优化研究,分两步进行:第一步利用激光在空气加工出锥度小的预通孔,为了消除微孔的微裂纹和重铸层等缺陷,第二步引入预配置化学液形成动态液膜覆盖加工区域,化学液在激光辐照下,温度升高,加速化学液与微孔内重铸层的反应速度,实现激光对微孔的可控修形。研究了工艺优化参数（修孔圆直径、激光功率、重复频率、离焦量）对微孔质量的影响规律。结果表明,激光功率120W、重复频率50k Hz、离焦量-400μm时采用叩击方式进行优化加工,优化加工后微孔表面光滑,孔内壁无重铸颗粒堆积,孔型好且锥度最小为0.123。本文研究了动态液体辅助激光加工IN718高温合金微孔机理、影响参数和加工工艺,最终实现无裂纹、无重铸层、热影响区小、锥度小的高质量微孔加工,为实现纳秒激光加工高质量气膜孔提供了重要的理论支撑和试验依据,对提升我国航空发动机的整体制造技术水平具有十分重要的理论意义和实用价值。