作为轻量化的主要材料,铝合金的使用愈发广泛,而铝合金焊接一直是难题。传统焊接因铝合金熔化易产生气孔、裂纹和热变形,降低接头性能。搅拌摩擦焊是固相连接技术,焊接过程中温度低于铝合金熔点,适用铝合金的焊接。主要本文选用薄板2024-T4进行搭接实验,研究搅拌工具对接头组织和性能的影响。首先,研究薄板常规搭接工艺。结果发现接头成型良好,但表面有弧纹、飞边等。连接韧带连续分布,中心无裂纹。钩状缺陷和冷搭接缺陷弯曲程度较低。硬度呈‘W’形貌,最高点位于母材,最低点位于热影响区。随转速升高,最高载荷在600rpm时取得,分别为2330N(前进侧受力)与6419N(后退侧受力)。载荷随焊速变化较为复杂,前进侧受力时最高载荷在100mm/min时为3723N;后退侧受力时最高载荷在200mm/min时为6932N。其次,研究静止轴肩薄板搭接工艺。静止轴肩可消除飞边和弧纹,获得光滑接头。静止轴肩能增强材料流动,打碎连接韧带,焊核区有洋葱环。同时,接头的热机影响区和热影响区较窄。接头的拉剪性能远大于常规轴肩接头。载荷随转速先上升后下降,最高载荷在600rpm时分别为5593N(前进侧受力)与6702N(后退侧受力)。当改变焊速时,接头的最高性能在搅拌头焊速为200mm/min时分别为6475N(前进侧)与7440N(后退侧)。最后,研究动静轴肩结合的薄板搭接工艺。动静轴肩可获得成型良好的接头。接头形貌呈盆状、比常规接头窄,比静轴肩接头宽。拉断载荷随转速先上升后下降,最大值在600rpm时分别为5364N(前进侧)与5291N(后退侧)。改变焊速时,最高载荷在焊速为150mm/min与100 mm/min时分别为4263N(前进侧)与6701N(后退侧)。