建设资源节约型社会已经在世界范围内达成了共识,高效节能电机在新能源车中得到了大力发展和推广。为了进一步提升功率密度,驱动电机必然朝着高转速、高频率和高服役温度的趋势发展,制造工艺对电机磁性能和安全性能的影响更加显著,不合理的制造工艺参数容易导致电机铁芯发生结构破坏或使得电机效率过低。因此,研究制造工艺对电机磁性能和安全性能的影响规律对于改善电机性能,提升行业竞争力具有十分重要的意义。定子铁芯的制造工艺主要包括电工钢冲片、叠片连接和压装等工序。制造工艺引入的残余应力、塑性应变和焊接工艺引起的局部连通等,均会增大铁芯的铁损。铁芯制造工艺面临磁性能和安全性能的双重技术挑战。较高焊接功率能够获得高拉剪力的电工钢叠片,但通常会导致叠片铁损过高;较低焊接功率能够满足电机效率的要求,但往往使得叠片拉剪力较低。脉冲激光焊接工艺仅在材料界面处焊接,能够在保证足够拉剪力的同时降低定子铁芯的铁损,在电工钢的连接中具有广阔的应用前景。目前,定子铁芯的脉冲激光焊接工艺缺少以铁损和拉剪力为评价指标的工艺窗口,用于指导脉冲激光焊接工艺在电工钢连接中的应用;工艺窗口右边界确定时,材料磁滞特性的预测没有综合考虑残余应力和塑性应变的影响,焊后叠片的涡流损耗预测没有考虑局部连通和涡流边缘效应的影响,导致焊后电工钢叠片的铁损预测不准确;工艺窗口左边界确定时,脉冲激光焊接工艺参数对焊后叠片拉剪力的影响规律未知,缺少合适的预测模型,导致焊后电工钢叠片拉剪力的预测不准确。本文采用试验探究、有限元分析和数学建模等方法,以拉剪力和铁损为评价指标,提出了定子铁芯的脉冲激光焊接工艺窗口的确定方法。针对焊后叠片铁损预测不准确的问题,考虑了制造引起的材料磁滞特性变化,建立了含残余应力和塑性应变的电工钢材料磁滞模型;考虑了制造导致的涡流路径和密度的变化,建立了多回路局部连通的电工钢叠片涡流损耗模型,准确预测了焊后电工钢叠片的铁损,确定了工艺窗口的右边界;针对焊后叠片拉剪力的预测不准确的问题,采用“分步拟合法”建立了脉冲激光焊后电工钢叠片拉剪力预测模型,准确预测了焊后叠片的拉剪力,确定了工艺窗口的左边界。最终,建立了定子铁芯的脉冲激光焊接工艺窗口,用于指导脉冲激光焊接工艺在电工钢连接中的应用。全文的主要内容如下:（1）含残余应力和塑性应变的电工钢材料磁滞建模本文从畴壁移动的平衡条件出发,从畴壁能的角度揭示了残余应力和塑性应变影响材料磁滞特性的机制。基于引入位错影响因子的磁滞模型,建立了含残余应力和塑性应变的电工钢材料磁滞模型。开展了含应力和塑性应变的电工钢磁性能测试,设计了模型参数识别程序,给出了不同残余应力和塑性应变下的模型参数。最后,试验验证了模型的准确性,与传统磁滞模型相比,本文所建立的磁滞模型精度提升约12%。（2）多回路局部连通的电工钢叠片涡流损耗建模本文分析了电工钢叠片涡流特性的改变:局部连通引起的涡流路径改变,涡流趋肤效应和边缘效应导致的涡流密度分布不均,焊后残余应力引起的材料相对磁导率变化。基于以上分析建立了多回路局部连通的电工钢叠片涡流损耗模型;将交界处最大涡流密度与未焊接区域最大涡流密度的比值定义为边缘效应系数,用以定量描述边缘效应对涡流密度不均匀分布的影响;利用Ansoft Maxwell 3D软件确定了不同焊缝深度下的边缘效应系数。最后,开展不同频率下脉冲激光焊后电工钢叠片的磁性能测试验证了本文所建涡流模型的准确性。（3）电工钢叠片脉冲激光焊接试验研究本文搭建了电工钢叠片脉冲激光焊接试验平台和电磁性能测试平台。设计了具有相同应力状态的矩形叠片试样用于研究焊后叠片的拉剪力。针对无取向电工钢B27AHV1500,开展脉冲激光焊接试验,分析了焊缝微观组织和叠片磁性能,采用“分步拟合法”建立了电工钢叠片拉剪力预测模型,能够反映峰值功率和占空比对焊后叠片拉剪力的影响规律,实现了焊后电工钢叠片拉剪力的准确预测。（4）定子铁芯的磁性能验证和脉冲激光焊接工艺窗口建立本文以拉剪力和铁损为评价指标,提出了定子铁芯的脉冲激光焊接的工艺窗口确定方法。采用本文所建立的磁滞模型和涡流损耗模型,预测了焊后定子铁芯的铁损,确定了工艺窗口的右边界;采用本文所建立的拉剪力预测模型,预测了工艺窗口的左边界。最终,试验验证了工艺窗口的准确性,为脉冲激光焊接工艺在电工钢连接中的应用提供指导。综上所述,本文系统地研究了制造对电工钢叠片磁性能和安全性能的影响,实现了对电工钢叠片铁损和拉剪力的准确预测,提出了定子铁芯的脉冲激光焊接工艺窗口确定方法,为脉冲激光焊接工艺在电工钢连接中的应用提供指导。