热塑碳纤复合材料(CFRTP)和铝合金的复合结构就是实现飞机轻量化制造且具有可靠强度的有效结构。近年来,随着激光加工技术的应用越来越广泛,激光焊接技术成为实现CFRTP-铝合金复合结构连接的热门方法。但传统的激光焊接在焊接铝合金时,容易造成一些气孔和微裂纹等热损伤问题,成为导致CFRTP/铝合金焊接接头失效的潜在威胁。为降低CFRTP/铝合金激光焊接时激光加热对铝合金表面的热损伤,提升接头连接强度,本文创新性地采用激光搅拌焊接技术进行CFRTP-铝合金复合结构的焊接,并研究基于锚固效应的界面微织构辅助连接对CFRTP/铝合金接头强度的影响规律。首先,建立了 CFRTP/铝合金激光搅拌焊接有限元模型,对铝合金表面温度场进行了分析,发现铝合金表面的温度场呈非等幅振荡形式平缓变化,改变了传统激光加热温度场的急冷急热,这是激光搅拌焊接能够降低铝合金热损伤的原因之一。仿真与实验结果对比发现,焊缝的熔深和熔宽误差在9.87%以内,且变化趋势较吻合。通过对连接界面温度场的研究,发现界面树脂熔化深度与实验所得到接头的连接强度变化趋势一致。其次,采用激光搅拌技术对CFRTP/铝合金连接进行了实验研究,通过与传统的激光直线焊接相比较,在相同热输入量的情况下,激光搅拌焊接所形成了铝合金表面焊缝的焊接缺陷问题得到了显著改善,接头强度是常规直线焊接的3.25倍,并通过单因素法研究了激光搅拌焊接工艺参数对接头强度的影响规律。最后,研究了界面微织构辅助连接对CFRTP/铝合金异质结构接头强度的影响,分别讨论了微织构形貌、尺寸和添加聚酰胺树脂(PA)材料厚度对CFRTP/铝合金接头强度的影响。与未经任何表面处理的接头强度相比,界面微织构辅助连接的接头强度提升了 260%。当十字交叉微织构的扫描间距为0.1mm且所添加的PA材料的厚度为80μm,在激光功率为200W,焊接速度为5mm/s,搅拌振幅为0.8 mm,搅拌频率为40Hz时的激光搅拌焊接参数下,获得37.5MPa的最高强度接头。