激光打孔技术的广泛应用,推动了诸多行业的研究进展,它高效、快速、低成本的打孔特点,奠定了其在群孔加工中无可替代的地位。但是对毫秒激光打孔来说,往往会存在工艺参数复杂、孔表面存在熔渣、内壁有重铸层、微裂纹等问题,严重影响了激光打孔技术在超精密微孔加工中的应用。当孔数量较多时,还会产生材料热变形问题。本文基于水平集方法,在耦合传热和流体流动物理场后,考虑反冲压力、表面张力、马兰戈尼力、重力等对流体的作用,利用热焓-孔隙方法和改进的水平集方法追踪固液界面和气液界面变化,建立激光打孔的二维仿真模型,分析激光打孔温度场分布、孔的成型规律及孔内熔池的流动状态,探讨激光打孔重铸层产生的机理和重铸层的分布状态。选取1mm厚的1Cr18Ni9Ti不锈钢进行实验研究,采用正交实验和单因素实验法,研究激光能量、脉冲宽度、脉冲个数、脉冲频率、离焦量、辅助气体压力等工艺参数对孔尺寸和形貌的影响规律,对比实验和仿真结果,验证仿真分析的正确性。为提高激光打孔表面质量,探讨了激光参数对孔表面熔渣、重铸层的影响,提出减少表面熔渣和重铸层的最佳工艺方式。激光群孔加工所产生的板材变形问题,会严重影响孔的一致性和工件的加工质量。本文利用有限元分析方法,建立激光群孔加工过程中板材变形的三维仿真模型,分析板材在激光作用下的热应力状态,探讨微孔上的应力累积对整体板材变形的作用,从理论上提出抑制板材变形的方法。在理论分析的基础上,通过实验研究,探讨工件夹持方式、激光参数和打孔路径等因素对激光打孔中板材变形的影响,验证理论分析的准确性,获得最小变形量的打孔策略。