本發(fā)明公開一種熱塑性復(fù)合材料與金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)處理裝置，包括加工室、飛秒激光刻蝕組件，加工室內(nèi)能夠容納待處理金屬，飛秒激光刻蝕組件能夠在待處理金屬表面加工出微結(jié)構(gòu)，加工室具有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口與外部氧氣來源相連通。本發(fā)明還提供一種熱塑性復(fù)合材料與金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)處理方法，在氧氣環(huán)境下，利用飛秒激光刻蝕方式在待處理金屬上加工出微結(jié)構(gòu)，并在待處理金屬表面生成致密氧化層。在氧氣環(huán)境下對(duì)待處理金屬表面進(jìn)行加工，在待處理金屬表面預(yù)制微結(jié)構(gòu)的同時(shí)，令其表面生成致密氧化層，在金屬材料與熱塑性復(fù)合材料連接時(shí)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接和化學(xué)鍵連接，實(shí)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面結(jié)合強(qiáng)度的協(xié)同增強(qiáng)，有效提高連接接頭的綜合力學(xué)性能。