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在搅拌摩擦焊中，搅拌头的外形对材料流有很大的影响，特别是对具有不同屈服强度的异质材料。在铝和铜的异质焊接过程中，材料流行为复杂难懂，因此揭示流变行为和力学性能相当重要。选择了3种不同外形的搅拌头：螺纹搅拌头(WPP)、平锥形搅拌头(PTP)、锥针形搅拌头(TTP)，研究搅拌头的外形对材料显微结构、显微硬度和拉伸性能的影响。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X-射线衍射和 EDS 表征材料的显微组织。在这3种不同外形的搅拌头中，PTP 搅拌头能产生无缺陷搅拌区，并得到力学性能良好的接头，其屈服强度为101 MPa，拉伸强度为106 MPa，焊接效率为68%。然而，对于所有的不同外形的搅拌头，其显微硬度曲线大致相同，但都遵循波动趋势，这归因于铜颗粒的不均匀分布。优良的接头性能归因于无缺陷搅拌区的形成和弥散强化。