激光加工小孔已成为小孔加工领域的关键技术之一,其中长脉冲激光加工小孔因其较高的加工效率、无刀具损耗和较高的成孔精度等优点,在实际生产过程中广泛运用。但随着微孔加工要求变高,长脉冲激光在打孔方面出现的热影响区、重铸层和微裂纹等缺陷,不利于精密零件的加工。随着激光器技术的发展,飞秒脉冲激光器被研制出来,飞秒脉冲激光加工小孔技术应运而生,虽然飞秒脉冲激光加工小孔在微孔质量方面有较大提高,但依然存在一些问题,例如孔锥度大、加工效率不高等。因此,本文提出一种采用疏密程度不同的扫描路径来进行GH4133高温合金飞秒激光旋切小孔实验,进一步减小飞秒激光加工小孔锥度,提高小孔质量。1.采用变螺旋线扫描路径进行了飞秒激光旋切小孔实验,通过控制变量法分别研究了重复频率、扫描速度、图层次数、扫描次数、脉冲能量和进给率对孔锥度、上下孔径和内壁粗糙度的影响。实验结果表明,不同螺旋线扫描路径下,上、下孔径和孔锥度随着各激光参数的变化规律基本一致。采用外密内疏螺旋线为扫描路线可以获得质量更好的孔。2.采用变同心圆扫描路径进行了飞秒激光旋切小孔实验,同样采用控制变量法研究了不同工艺参数对孔质量的影响。实验结果表明,变同心圆扫描路径的实验规律与变螺旋线扫描路径的基本一致。采用外密内疏同心圆为扫描路线可以获得质量更好的孔。3.为了得到优化的加工参数组合,先对两种不同激光加工方式下（外密内疏同心圆和外密内疏螺旋线）所得到的孔锥度进行对比,结果表明采用外密内疏螺旋线为扫描路径的加工方式获得的小孔锥度更小。然后采用外密内疏螺旋线为扫描路径的加工方式进行了六因素五水平飞秒激光打孔正交实验,研究了不同加工参数对各实验考察指标（上孔径、下孔径和孔锥度）影响程度的大小关系,并通过极差分析表得到各考察指标下的最优参数组合。最后通过综合平衡法与实验组数据对比,进行了验证。得到最优参数组合为A3B5C3D5E2F4,其具体参数为扫描次数70、重复频率500 k Hz、扫描速度140 mm/s、脉冲能量80μJ、进给率15μm/layer、图层次数80。通过正交实验法可得:当激光参数组合为A3B5C3D5E2F4时,飞秒激光在1.2 mm的GH4133高温合金材料上可得到最小孔锥度为7.142°的通孔。