动力电池箱MIG焊夹具夹紧力动态调整方法研究

作为承载和保护纯新能源汽车动力电池模组的关键部件,动力电池箱常采用MIG(Melt Inert-gas,熔化极惰性气体保护)焊接加工并由固定式夹具夹紧待焊件,由于夹紧力值固定,难以控制焊接变形、进而影响吊耳的焊装。以某型动力电池箱作为对象,设法通过控制焊接过程中夹具模块夹紧力的大小以改善焊接加工质量。首先,对焊接装夹方案进行模块化设计,通过有限元分析对焊接残余变形进行数值模拟,进而推导出抑制两侧横梁焊接变形所需的反作用力,以获取控制焊接变形所需的夹紧力;然后,基于模糊自适应PID算法设计夹紧力气动伺服控制系统,以准确跟踪电池箱焊接过程中的夹紧力目标曲线,并在AMESim与MATLAB/Simulink组成的联合仿真平台上对控制策略进行验证;最后,采用基于dSPACE的硬件在环实验系统,搭建等效实验平台对所提出的夹紧力动态调整方案进行验证。实验结果表明,所提出的夹紧力动态可调焊装方案夹紧力输出值与目标值误差低于7N,预期可有效改善MIG焊接加工变形,以达到焊接工艺规范要求。