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作者：金涛涛;齐传月;崔秀慧;杨昕宇;苗沛;
单位：北京建筑大学机电与车辆工程学院;
摘要：在使用搅拌摩擦焊技术修补铁路铝合金货车车体的过程中，会出现产热不均匀和顶锻力不足的问题，从而影响焊接质量和效率。为了解决此问题，提出一种适用于铁路铝合金货车车体在线焊接修复的搅拌摩擦头结构优化方案。通过分析搅拌摩擦头结构与产热机理的关系，提出了一种近似无动轴肩的搅拌摩擦头结构。通过分析静轴肩搅拌针产热模型，确定了散热量和搅拌针尺寸及工艺参数之间的函数关系，并优化了搅拌针的几何形态。仿真和实验结果表明，优化后的搅拌针结构使焊缝温度均匀分布，有利于形成良好焊接接头。现场应用显示，优化后的结构在保证产热的同时解决了顶锻力不足和应力集中的问题，提高了焊接成功率，焊缝的拉伸强度等指标也达到了满意效果。
关键词：铝合金铁路货车;;搅拌摩擦焊;;焊接头;;温度场
基金资助：北京市教委科研项目(KM202210016003);; 北京建筑大学“双塔计划”(YXZJ20220807)
