搅拌摩擦焊接是一种新型固相连接技术,具有显著优点,诸如焊接变形小,无裂纹和气孔等。本文采用搅拌摩擦焊接技术焊接铝合金厚板,通过对搅拌头的设计、接头力学性能、焊缝成形规律以及焊缝各区微观组织的研究,确定合适的焊接工艺。为FSW方法的进一步应用奠定基础。对10mm厚LF6铝合金板进行FSW焊接表明,工艺参数的变化对焊缝成形影响很大,该板材适合于低转速、低焊速下进行焊接。在转速为150rpm、焊速为50mm/min时,焊缝成形良好且无缺陷,接头与母材等强。对焊缝上表面附近区域的温度场进行测量表明,焊接转速和焊速对热循环温度有重要的影响。在对焊缝成形规律分析的基础上,建立了焊缝表面弧形纹形成过程模型,揭示了弧形纹形成机理和成因。通过对接头微观组织分析表明,接头横截面由焊核区、热机影响区、热影响区和母材区组成。焊缝水平面不同厚度方向上各组织形态有比较明显的分层。在焊缝轴截面形成了多条近“S”形曲线带,这些“S”形曲线带具有比较均匀的间距。在搅拌摩擦焊接过程中,搅拌头和焊缝金属接触界面处有粘铝现象发生,同时在搅拌头表面和粘铝合金层之间不同程度的生成了Fe-Al金属间化合物层,该化合物层会影响搅拌头和铝合金之间的摩擦系数,从而影响焊缝金属的产热和流动。