由于单模光纤激光器具有高光束质量，因此在焊接黑色金属和有色金属材料薄片时可以实现很高的焊接速度。采用GSI单模光纤激光器已经证明能够实现钛及不锈钢的薄片、高纵横比焊接以及小孔焊接。低功率单模光纤激光器可用于各种材料的点焊、传导焊接以及小孔焊接，这些材料包括低碳钢、 Inconel、镀锌钢、铝合金、铜合金、不锈钢以及钛合金等。利用CW光纤激光器只能焊接最大厚度为1毫米的不锈钢，而利用配置高功率、增强型控制以及复杂脉冲成形设备的高精度、低平均功率Nd:YAG激光器可以提高众多材料的微焊接灵活性。利用脉冲（脉冲成形）中时间能量变化的正确成形，可以实现各种材料的高质量焊接，其中包括铝合金、铜合金以及异金属材料等高反射比材料。 由于具有很高的光束质量和小光点直径，单模光纤激光器非常适合微切割。但是由于目前其脉冲能量和峰值功率较低，而且脉冲宽度很窄，因此此类激光并非微焊接应用的首选。
应用于宏观机械加工
当前，各种用户仍然在对高功率光纤激光进行评估，其主要应用包括汽车、航空航天以及造船等行业。在汽车行业，光纤激光用于白车身焊接、激光拼焊板以及液压成形切割等。与传统的灯泵浦Nd:YAG激光相比，光纤激光因具备优异的光束质量而可用于汽车行业的远距离焊接。
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