树脂基碳纤维复合材料(CFRP)由于其具有优良的力学性能、疲劳性能以及耐腐蚀性能,广泛的应用于航空航天、汽车制造以及轨道交通行业。在许多领域都需要实现CFRP与金属的连接,特别是列车车体的生产制造。由于CFRP与金属的物理和化学性质相差较大,很难实现焊接,目前大都采用胶接和机械连接的方法进行连接。但是胶接和机械连接方法的具有明显的缺点,因此CFRP/金属的焊接在国内外一直是一个热点方向。本文针对高速列车车体的轻量化研究,采用CFRP与5083P-O铝合金为研究对象,探索其接头的焊接工艺,以及焊后接头的疲劳性能。本文探索了CFRP/5083铝合金的三种焊接结构的优缺点,并通过预试验选出其中最优结构进行接头工艺探索和疲劳性能测试。由于CFRP与铝合金物化性能相差较大,很难实现两者的直接连接,本文采用铝合金表面阳极氧化的方式,在铝合金表面形成了一个氧化层。通过对阳极氧化工艺、焊接压力、保温时间等因素的控制,得到了最优的焊接工艺。并对界面结合机理,疲劳断裂机理进行了分析和研究。试验结果表明:通过对CFRP/5083铝合金搭接接头、未开槽CFRP/5083铝合金对搭接接头以及开槽CFRP/5083铝合金对搭接接头三种接头形式进行焊接方法的比较和焊后接头性能测试,得出开槽CFRP/5083铝合金对搭接接头比另外两种接头具有接头力学性能好、焊接操作简单、焊接效率高、接头焊接工艺容易控制等优点。铝合金表面状态对焊接接头强度具有很大影响,铝合金表面状态为未打磨和只抛光的接头拉伸强度都在90 MPa左右。铝合金表面经过酸洗后,其接头拉伸强度提高到148 MPa。铝合金表面阳极氧化工艺为电压20 V、时间20 min、初始焊接压力为120 N、保温时间5s时接头强度最大,达到了176 MPa。压力过小会造成界面连接不紧密,压力过大和保温时间过长会造成树脂流失过多,对材料性能造成影响,造成接头强度下降。最优工艺焊后的接头经过疲劳性能测试得到其疲劳极限为71.53 MPa。通过对接头连接机理和疲劳断裂机理进行分析得知,铝合金表面经过阳极氧化后,氧化膜表面与CFRP中PA6树脂产生了一种新的连接键,使其界面能够紧密连接。同时,氧化膜表面为一种疏松多孔的结构,树脂进入孔洞中,增加了界面的机械结合力。在两个因素的共同作用下,接头强度得到了较大的提升。但是在疲劳加载过程中,氧化膜中较大的孔洞在循环力的作用下形成微裂纹,不断扩展,造成氧化膜破列并脱落,最终导致试样的疲劳断裂。