随着汽车工业的发展,汽车上的电子控制装置和用电设备相应增加,用电量也随着提高。体积小而输出功率大的汽车交流发电机己成为一个重要的发展趋势。传统发电机定子铁芯制造存在的问题是采用冲压工艺制造钢片时废料多,焊接时定位麻烦,经济性较差。将汽车发电机定子铁芯改进为由带有齿的钢带卷绕结构,取代冲压钢片叠加式结构,焊接后定子铁芯的椭圆度较大,需要进行矫形等后续处理。研究定子铁芯焊接变形和焊后矫形具有重要的意义。首先,本文使用非线性有限元模拟了定子铁芯钢圈受挤压作用的变形情况,为铁芯钢圈的尺寸选择提供了有益的指导。其次,选取焊缝成形优良、焊接变形小、熔宽较窄、熔深较大的等离子弧焊接方法,焊接时使用六把焊枪同时施焊,通过实验探索出发电机定子铁芯钢圈焊接的最佳焊接工艺。铁芯钢圈采用多层钢带叠加后进行焊接,由于钢带经卷绕后会发生塑性变形,产生一定的内应力,会发生层层分离。因此,需要进行有效约束后才能进行焊接。同时,为了保证焊接过程中钢圈内侧小槽不发生较大的变形,在每个槽孔内要使用凸起的刚性约束;而钢圈外部也不能发生较大变形,又研制了适用于钢圈层叠后焊接的特殊焊接夹具。试验结果表明,此焊接夹具有效控制了焊接后变形。最后,焊接时近缝区金属由于加热不均匀,导致横向收缩沿钢圈厚度上分布不均匀而产生角变形,从而使圆度发生变化。本文首次提出采用过盈的刚性模具内撑钢圈来实施焊后矫形,使用有限元模拟分析和设计了最佳矫圆模具尺寸,通过矫形处理后,焊接变形从0.32mm左右减小到0.09mm范围内,满足定子铁芯设计尺寸要求。