驅動電機是新能源汽車的核心部件之一。為了實現更高的電機效率，目前新能源車驅動電機的設計多傾向于使用一種扁線來替代傳統圓線充當繞組。這種硬質不易彎曲的銅線，因“U”型外觀而被稱為“發卡”（Hairpin）。

■圖片來源：相干公司

在組裝過程中，首先會將各個銅制發卡繞組裝載到定子槽中。然后，將相鄰銅制發卡繞組的末端焊接在一起，實現電路連接。在焊接完整個電機后，像傳統電機的繞組一樣，所有發卡將形成一條較長的絞合導線。

■銅制發卡繞組

對于汽車應用而言，能夠實現極少焊接飛濺和良好電接觸的穩定工藝窗口至關重要。在這里，相干公司使用了能夠獨立控制環形光束功率和中心光束功率的HighLight FL-ARM可調節環形光斑模式光纖激光器。

■HighLight FL-ARM可調節環形光斑模式光纖激光器

激光聚焦在兩個相鄰的銅線上。在這種情況下，光束無需振蕩或“擺動”。兩條光束可同時開啟。銅的溫度越低，能夠吸收的激光就越少。因此，最初只有中心點區域的銅才能熔化（即使中心光束和環形光束的功率相同，但較小中心光束的功率密度要高得多）（圖2a）。初始熔池形成后，周圍材料的溫度升高，環形光束的功率也因此被更強烈地吸收（圖2b）。

■高速攝像機：中心光束的吸收情況和環形光束的吸收情況（圖片來源：相干公司）

通過使用可調節環形光斑模式光纖激光器，從而實現了對熔池狀態的精準控制，減少焊接中的飛濺和氣孔，有效提高了焊接質量。同時也避免了變形和縮短了焊接時間，真正實現了完美的焊接。

我們開發的激光工藝能夠在0.1秒左右的時間完成焊接，遠低于常規要求的時間范圍。經高速成像驗證，與普通單點激光器相比，HighLight FL-ARM激光器在焊接銅時產生的飛濺極少。電導率測試顯示，最終形成的焊縫滿足要求。

■焊接后的銅制發卡繞組

與傳統光纖激光器焊接方法不同的是，HighLight FL-ARM可調節環形光斑模式光纖激光器在焊接銅制發卡時具有顯著優勢：如高速焊接，加工效率高；熱影響區域小，母材變形小；焊接強度高，成品質量優異；焊縫小，成品外觀好。

時間就是金錢，無論是生產、檢查部件所用的時間，還是返工耗費的時間，都意味著高昂成本。因此，需要能夠實現精確和高速加工的激光器和子系統，確保一次性、迅速地完成加工任務，并且極大程度地提高產量并降低成本。視覺定位系統能精準控制聚焦激光光束和銅質發卡繞組的位置，提高成品率。