随着全球大气污染问题不断突出,节能减排的重要性日益凸显。在高速列车领域,车体轻量化是实现节能减排的重要途径之一。铝合金具有质量轻、比强度高、可焊性好、导电导热性好、耐腐蚀、回收再生性高等优点,是目前高速列车实现车体轻量化的最理想材料之一。目前高速列车的承载结构主要采用7×××系铝合金挤压型材。在铝型材连续挤压生产过程中,两根相邻挤压坯料间的界面会在型材内部形成横向焊缝,而横向焊缝将导致型材性能下降,需要对包含横向焊缝区域的型材进行切除,显著降低了产品的成品率。由于7×××系铝合金硬度较高,材料流动性能较差,所以型材中横向焊缝的延伸长度会大大增加,特别是空心型材中横向焊缝延伸长度增加更为明显,严重影响了产品成品率。因此,开展对7×××系空心铝型材挤压横向焊缝的相关研究具有非常重要的工程意义。本文以高速列车用7N01空心铝型材为研究对象,采用实验研究和数值模拟相结合的方法开展对横向焊缝演变规律和微观组织的系统研究。本文所做的主要工作和所获得主要结论如下:(1)进行了 7N01空心铝型材挤压实验,研究获得了空心型材中横向焊缝的宏观形貌和演变规律。同时利用SEM和EBSD测试技术对横向焊缝区域的微观组织、织构组成及含量和拉伸断口形貌等进行了观察和分析,研究结果表明,横向焊缝区域新坯料和旧坯料的晶粒尺寸、织构含量和拉伸断口形貌等均存在明显差异。(2)实验测试了 7N01铝合金铸锭的力学性能参数及热物理性能参数。通过热压缩实验获得了不同应变速率和不同变形温度下7N01铝合金的应力-应变数据,并且对实验数据进行了摩擦和温度的双重修正,基于修正后的数据建立了7N01铝合金应变补偿型Arrhenius本构模型和热加工图。(3)根据所获得的力学-热物性参数及本构模型参数,利用HyperXtrude软件建立了 7N01空心铝型材横向焊缝演变过程模拟模型。通过与挤压实验中所获得的料头形状、挤压压力曲线、横向焊缝形貌及横向焊缝延伸长度等结果进行对比,验证了本文所采用的力学-热物性参数、本构模型及横向焊缝数值模型的准确性。(4)利用所建立的横向焊缝模拟模型,研究了挤压工艺参数和模具结构参数对横向焊缝延伸长度的影响规律。研究发现,除挤压温度外,适当调整挤压速度、挤压比以及阻流块高度、焊合室圆角半径和分流桥下沉深度等均可有效减小横向焊缝的延伸长度。