航空航天工业中,为了提高发动机和燃烧室等热端零部件的工作性能和使用寿命,通常会在这些热端零部件上加工制造大量的微孔。目前,工业上针对这类微孔的制造,有两种常用方法,分别是电火花打孔和脉冲激光打孔。电火花打孔的优点是加工质量高,但其加工效率低且加工成本较高;激光打孔由于加工效率高、可适性广、经济效益好等特点,逐渐成为加工冷却孔的主要方法。然而,由于激光打孔本质上是一个热物理过程,不可避免会存在一些缺陷,如重铸层、微裂纹、残余应力等。为了减小或消除这些缺陷,提高微孔质量和性能,本文提出一种水基超声振动辅助激光打孔新方法,以改善微孔成形质量和微孔周边区域的显微组织与力学性能,同时提高激光打孔效率,并在此基础上初步探讨了磁场的影响。基于自主搭建的水基超声振动辅助激光打孔实验平台,本文在有/无磁场辅助条件下对高温合金GH4037和GH4049材料进行了水基超声振动辅助激光打孔的对比试验研究分析和机理探索。研究了超声振动对激光冲击打孔微孔孔口形貌、微孔几何形状尺寸、孔壁质量、显微组织和显微硬度的影响规律;研究了超声振动对激光环切制孔微孔几何特性、孔壁形貌和粗糙度、显微组织和显微硬度、冲击韧性的影响规律;初步探讨了超声振动或磁场辅助对微孔成形、孔壁形貌、显微组织和力学性能的影响规律;首次探究了水温对声-磁耦合辅助激光打孔的微孔几何形貌、显微组织、显微硬度和残余应力的影响规律。研究发现:对于激光冲击打孔、激光环切制孔和激光螺旋制孔而言,水基超声振动可不同程度地提高打孔效率,改善微孔成形和孔壁质量,提高微孔周边区域的力学性能,减薄重铸层,细化晶粒,提高显微硬度,削减残余应力。而且,在激光冲击打孔和螺旋制孔过程中,外加磁场也会提高激光打孔效率,改善微孔成形质量,削减微孔周围区域的残余应力。相对于单一超声振动或磁场因素的辅助,超声-磁场耦合辅助能获得质量及性能更好的微孔。