焊接激光器的单模块与多模块

在工业生产中，焊接是决定结构强度、密封性能和生产节拍的关键连接工艺。尽管弧焊、电阻焊等传统工艺已得到充分验证，但随着新能源电池、精密电子、汽车制造等行业需求的不断提高，它们在热输入控制、焊接变形、飞溅抑制以及与高节拍自动化的兼容性等方面存在固有的局限性。

激光焊接具有能量密度高、热输入低、易于自动化等特点，逐渐成为精密连接不可或缺的工艺。本文主要讨论用于焊接的连续波光纤激光器。根据光模块架构，通常分为两种常见配置：单模块和多模块。

01 什么是单模块和多模块激光器？

单模块激光器直接从一个光学模块提供输出。它具有优异的光束质量、近高斯能量分布、聚焦光斑小、功率密度集中等特点。对于焊接应用，这使得激光器能够轻松地在小孔深处保持高能量密度。深熔焊的小孔变得更小、更深，内压更稳定。在相同的额定功率下，单模块激光器通常可以实现更大的熔深和更高的深宽比、更窄的热影响区、更小的顶部和底部焊缝宽度差异以及更接近矩形的焊缝轮廓。

多模块激光器组合来自多个光学模块的光束以实现更高的输出功率。它们的优点不是最小化光斑尺寸，而是为厚板的深熔、高速焊接和全熔透提供高功率。单模块激光器专注于薄板和精密焊缝的“终极控制”，而多模块激光器则解决“一次通过全熔透”和快速生产节拍的需求。

02 更适合单模块激光器的焊接任务

新能源接头片和精密连接器。多层极耳、柔性连接件和母线的堆叠焊接对热输入和飞溅高度敏感。得益于高能量密度和小光斑，单模块激光器在薄板深熔焊接时可以以低热输入实现稳定的熔深，减少对相邻材料的热损伤。

高反射材料和薄板精密零件的焊接。焊接铜、铝和其他高反射材料长期以来一直受到能量耦合效率低的限制。单模块激光器卓越的光束质量将能量密度集中在焦点处，有助于达到高反射材料的焊接阈值。

即插即用的移动操作和小规模制造场景。并非所有焊接工作都是在温度和湿度受控的先进工厂中进行。维修车间、户外建筑工地和小型车间需要无需外部水冷却的即用型焊接解决方案。

03 更适合多模块激光器的焊接任务

动力电池外壳及模组结构件。电池盖密封焊、模组外壳侧缝焊等工艺焊缝长，熔深要求一致，生产节拍严。多模块激光器的高功率输出支持更快的焊接速度，同时在厚壁铝或钢外壳上保持足够的熔深。

厚板和重工业焊接。当板材厚度增加到几毫米或更大时，单模块激光器的高精度让位于多模块激光器的穿透能力。

04 申请任务是选型的核心

在实际工程实践中，单模块激光器是极耳堆叠焊接、薄板精密元件、高反射材料和移动焊接的首选。多模块激光器是厚板全熔透、高速长缝焊接、动力电池外壳及模块结构件的首选。成熟的焊接解决方案很少会选择其中之一。相反，这两种类型在同一生产线上的不同工位上发挥各自的作用。