轨道交通业的发展是国家现代化的重要指标,提升轨道交通智能化水平是我国“十四五”规划的内在要求。为提高轨道客车的舒适性及运行速度,铝合金广泛用于车体结构中。然而,铝合金焊接存在焊接速度慢、易产生焊接缺陷等问题,大大制约了轨道交通业的进一步发展。近年来研究表明,施加外加磁场辅助MIG焊接具有绿色环保、稳定性强、焊接速度快等特点。本课题组也研发了脉冲复合磁场辅助高速焊接工艺,通过在焊枪上安装自主设计的外加复合磁场发生装置,在电弧空间同时产生稳定的横向磁场和交替的平行磁场,用以调节熔池内液态金属的横向铺展和纵向流动,在焊接低碳钢时最高焊速可达2.0m/min而不产生焊接缺陷。但铝合金和碳钢在磁性、熔点、导热性等物性参数上存在较大差异,二者焊接性也有明显区别。是否可将复合磁场施加到铝合金MIG焊上,有效的利用复合磁场对电弧以及焊缝成形的调控优势,提高铝合金MIG焊的焊接速度与质量,仍有待进一步的研究。本文选取轨道客车常用4mm厚的6N01铝合金,分别开展磁控MIG高速平板堆焊和平板对焊实验,分析不同励磁参数对焊缝成形的影响,探究铝合金外加磁控MIG高速焊的可行性。同时,分析不同励磁参数对电弧形态的作用规律,阐述磁场对焊接缺陷的抑制机理。通过参数优化,当励磁电流为5A,励磁频率为100Hz时,对焊和堆焊的焊缝成形质量最优。该参数下外加磁场能够调节电弧行为,增强熔池内液态金属的横向铺展能力,有效抑制咬边、驼峰等焊接缺陷,可以将堆焊焊速提高到2.5m/min,对焊焊速提高到2.1m/min。开展铝合金高速MIG平板对焊接头性能分析。实验结果表明,外加复合磁场能够抑制高焊速下焊缝成形缺陷及焊缝区晶粒粗化的问题,有效促进焊缝区第二相弥散均匀分布,改善了焊接接头的冶金及机械性能。将软化区宽度减小了26.6%,其接头拉伸强度为母材的71.9%,与常规焊速的74.3%接近,冲击韧性达到常规焊速的98.5%。最终将铝合金MIG平板对焊的焊接效率提高280%,实现优质高效的焊接。