本文先介绍了激光深熔焊接的机理,从小孔形状、尺寸、温度、等离子体等方面分析了国内外对激光深熔焊接过程中小孔效应研究的现状及现有研究存在的问题,然后对国内外对激光焊接过程中材料合金元素的烧蚀损失的研究做了介绍。本文在对国内外小孔效应以及合金元素烧损的研究进行分析后针对现有研究存在的缺陷,设计出一种新颖的试验方法,从小孔形状尺寸、孔内等离子体特性等方面对小孔效应进行综合试验研究。首先用普通摄像机实际拍摄了激光深熔焊接6016铝合金过程中的小孔形貌,利用像素分析法结合曲线拟合技术对小孔形貌进行数学还原。然后利用光谱学观测手段综合研究了小孔内等离子体的光谱信号特征及其随激光模式、激光功率、焊接速度、离焦量等工艺参数的变化情况。接着采用经典理论建立了激光焊接过程中孔内等离子体沿深度方向与径向方向的传热模型,经过估算发现孔内等离子体在径向方向上的传热速率远远大于在深度方向上的传热速率,因此,在简单计算时可以忽略等离子体沿深度方向上的热传递,同时给出了简化计算孔内等离子体温度的解析式并采用有限差分法计算了孔内等离子体以外的熔池的温度场。另一方面对于光谱学实验数据,利用相对强度法计算了孔内等离子体的温度,并得出孔内等离子体温度在连续激光与脉冲激光下沿小孔深度方向与径向方向的温度分布,还比较分析了激光模式、激光功率、焊接速度、离焦量等工艺参数对孔内等离子体温度的影响。本文最后采用Knudsen-Langmuir理论建立了激光焊接过程中的合金元素烧损理论模型,计算出激光深熔焊接过程中合金元素烧蚀损失的速率并与实验测量进行了比较,计算与实验结果比较吻合。