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高速列车铝合金车体底架大横梁采用A7N01铝合金加工而成,由于车体底架大横梁吊挂用滑槽因空间狭小,施工困难,现有涂装体系不能有效保证底架大横梁整体膜层的制备,从而使底架大横梁防护质量得不到有效保证,尤其是高铁在较差的环境中服役时,腐蚀问题会严重影响底架大横梁的使用寿命。微弧氧化技术能在铝合金表面生成一层氧化铝陶瓷层,所得陶瓷层具有耐磨、耐蚀性能好,电绝缘性能好和与基体结合紧密等优点,但由于该技术具有高电压、大电流和单位面积所耗能量大等特点,无法实现大尺寸工件膜层的整体制备,本文提出了采用移动式阴极喷头对A7N01铝合金大横梁进行整体处理的思路。在原有的浸入式微弧氧化处理系统上设计了阴极喷头控制系统和电解液循环系统形成移动式阴极喷头微弧氧化处理系统。研究了移动扫描式阴极结构微弧放电电场特性及膜层均匀性,实现了微弧氧化处理工艺参数的优化,其中包括网栅阴极内嵌深度、电参数、电极距和扫描参数。采用涡流测厚仪和粗糙度仪对膜层厚度和粗糙度进行了测量;采用扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）分析了膜层组织和结构;采用万能实验拉伸机、显微硬度计测试了试样的力学性能;采用点滴试验、盐雾试验、慢应变速率应力腐蚀试验和电化学方法测试了试样的腐蚀性能。移动式阴极结构微弧放电电场特性及膜层均匀性研究表明:随着电极内嵌深度的增加,试样表面电压与膜层厚度出现明显的减小,工件表面电场及膜层厚度均匀性有所下降;随着电压和占空比的增加,或频率的下降,试样表面电压与膜层厚度随之减小,膜层电压分布与厚度分布均匀性随之降低;随着电极距的增加,试样表面电压与膜层厚度随之减小,膜层电压分布与厚度分布均匀性随之降低。随着阴极喷头移动速度的增加,试样微弧氧化膜层厚度、粗糙度和耐腐蚀性均随之减小,处理速度为0.16mm/s和0.32mm/s时膜层厚度分布均匀性最好,当处理速度为0.16mm/s时膜层粗糙度分布均匀性最差,膜层整体耐蚀性分布均匀性先增加后降低。随着处理次数的增加,试样微弧氧化膜层整体厚度、粗糙度和耐腐蚀性均随之增加,试样整体膜层厚度均匀性会先增加后降低,膜层粗糙度均匀性逐渐降低,膜层耐蚀性均匀性先增加后降低。随着处理路径重叠率的提高,试样微弧氧化膜层整体厚度、粗糙度和耐腐蚀性均随之增加,膜层整体厚度均匀性增加,膜层粗糙度均匀性先增加后降低,膜层耐蚀性均匀性先增加后降低。采用正交试验优化后的电解液组分配方为20g/L的Na2SiO3·9H2O、5g/L的（NaPO3）6、3g/L KOH和1.5g/L NH4VO3。A7N01铝合金喷头移动式微弧氧化膜层表面分布有大量孔洞和颗粒堆积物,膜层截面由疏松层和致密层构成,膜层相组织主要为γ-Al2O3和α-Al2O3。盐雾腐蚀和电化学测试结果表明膜层有效地减缓了Cl-对铝合金基体的腐蚀作用,从而提升了基体的耐腐蚀性。A7N01铝合金MIG焊接头焊缝区膜层整体孔洞大于其他两个区域,母材整体截面缺陷最少,焊缝区截面缺陷最多。焊缝区膜层最大,热影响区最薄。接头膜层各区域相组织均主要为γ-Al2O3和α-Al2O3,其中焊缝区α-Al2O3含量相对较高。接头试样微弧氧化处理后其强度和延伸率有所下降,接头表面硬度及其均匀性明显增加。微弧氧化处理提高了接头抗应力腐蚀能力。电化学测试结果表明膜层有效地提升了接头整体的耐腐蚀性,接头各区域膜层具有一定差异,致密层的厚度与缺陷是影响A7N01铝合金焊接接头耐腐蚀性的关键因素。采用自制的移动式阴极喷头微弧氧化处理系统和相应工艺成功实现了A7N01铝合金底架大横梁整体膜层的整体制备,膜层整体完整,为大横梁微弧氧化工业化处理提供了可行性验证。膜层厚度整体均匀性为68.2%;膜层整体粗糙度均匀性为72.8%;膜层整体耐腐蚀均匀性为76.2%。