在光纤激光深熔焊接中,等离子蒸气羽烟会对激光产生吸收、折射和散射等衰减作用,改变激光在工件表面的能量分布,从而影响焊缝成形和焊接质量。且当激光功率愈大时,衰减作用愈加强烈,这一问题在一定程度上限制了激光深熔焊在厚板焊接中的应用。因此,有必要对等离子蒸气羽烟进行抑制,而采用负压激光焊接方法是一种有效的手段。本课题针对负压激光焊接研究的需要,设计了一套可行的实验方法,在此基础上设计并构建了负压激光焊接实验平台,开展了不同环境压力、焊接功率和焊接速度参数下的工艺试验,并用高速摄影采集了等离子蒸气羽烟图片,通过图像处理技术提取出特征参数,以此来分析等离子蒸气羽烟密度和大小的变化。结果表明,环境压力对焊缝成形的影响是非线性的,并存在一个临界值,约为20.0 kPa。当压力低于该值时,焊缝熔深和深宽比急剧增加,截面形态由钉型转变为针型。而等离子蒸气羽烟空间体积随环境压力降低而缩小,且压力愈小,缩小愈显著,在3.0 kPa时得到充分的抑制。最后,通过理论分析和特征参数研究了激光与等离子蒸气羽烟的相互作用,以及该相互作用对焊接过程的影响。结果表明,随着环境压力降低,等离子蒸气羽烟对激光的吸收和折射作用均减弱,而相互作用的减弱有利于提高焊接过程的稳定性,改善焊缝成形,以及减少焊接气孔缺陷。