铝合金搅拌摩擦焊在铁路货车上的应用实践

刘志强 武永亮 冯存义 张江银 史春江 向 明

(1.中车长江运输设备集团有限公司 湖北 武汉 430212； 2.中车株洲车辆有限公司 湖南 株洲 412003； 3.中车长江车辆有限公司 湖北 武汉 430212)

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铝合金材料具有比重低、比强度高、耐腐蚀性强、成型性好等优点，在很多工业领域得到了广泛应用。早在上世纪70～80年代，北美、澳大利亚等国家就开始研发铝合金铁路车辆进行煤炭运输。我国在借鉴北美重载技术发展的基础上，为提高西煤东运能力，于2003年研制了25 t轴重C80铝合金运煤专业敞车，首次在我国铁路货车上采用铝合金材料，该车实现批量运营，经济和社会效益显著。但以上铁路货车的铝合金结构多采用铆接结构，部分漏斗车型的底开门铝合金结构采用熔化焊结构，均未采用铝合金搅拌摩擦焊结构[1]。

为了积极推动中国铁路货车重载技术发展，中车长江运输设备集团有限公司于2013年在大量研究论证的基础上率先将搅拌摩擦焊技术成功应用于铁路货车，创新研制了30 t轴重KM98、KM100型系列煤炭漏斗车产品(见图1)，其车体的侧墙、端墙均采用了铝合金搅拌摩擦焊结构，极大减轻了车辆自重，与铆接结构相比不需要钻孔与铆钉，在大部件轻量化、标准化、模块化设计应用及降本增效方面具有非常明显的优势。产品载重达100 t，从批量应用情况看，实际运营试验状态良好，较C80铝合金运煤专业敞车提高运能约25%，具有显著的经济及社会效益[1]。

图1 KM98型铁路货车

为保证铝合金搅拌摩擦焊首次在铁路货车上的应用质量，对实际采用的6061-T6铝合金进行了大量的搅拌摩擦焊基础试验研究，优选焊接参数，严控关键控制点。……