王 稳 金涛涛 张 军 马 贺

北京建筑大学城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室，北京，100044

0 引言

我国重载铁路以大秦、浩吉、朔黄等煤运铁路为主，朔黄线等运行的25 t轴重C80重载货车是我国首次将铝合金材料使用在铁路重载货车车体上[1-2]。铝合金车体货车在采用吊车、叉车等重型机械化设备进行大宗货物的装卸时，很容易受到机械设备或货物的意外撞击，造成车体破损或变形；当接近使用年限时，车体会因沿线异物刮划、雨水腐蚀或疲劳裂纹等出现损伤和变形，将严重影响运输安全[3]。C80铝合金货车车体采用铆接结构进行连接，在检修车体端墙和侧墙的破损故障时，必须将支柱与环槽部位连接的铆钉割掉，采用整板更换或采用“打补丁”的修补方式，这使得车体破损检修耗时长，增加了企业的运营成本[4]。

进行铝合金车体破损的修复时，铝合金材料具有熔点低、导热率高、热膨胀收缩率大等特点，但传统电弧焊接方法焊接温度过高，易使得铝合金发生严重的氧化反应，影响焊接强度，造成安全隐患，故不适用于铝合金车体损伤的修补[5-6]。搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)技术经过近30年的发展，已经是一项成熟的工业技术[7]。搅拌摩擦焊作为一种环保的固相连接技术，以其较好的焊接效果被广泛应用于铝合金、铜合金甚至钢材料的连接修复中[8]。

基于搅拌摩擦焊技术的设备研制也备受关注。国内外许多学者基于传统钻铣机床，通过改进焊接压力控制、使用柔性化工装设计、设计适用于常规铣床搅拌摩擦焊工艺的工装夹具等，进行搅拌摩擦焊设备的设计研发[9-13]。……