7075-T651铝合金具有高比强度、高比刚度等优点,广泛应用于航空航天、汽车、交通运输等领域。但7075铝合金焊接性能较差,传统熔焊难以满足焊接需求。搅拌摩擦点焊（Friction stir spot welding,FSSW）是一种新型固相连接技术,能够避免焊接热裂纹、烧损、气孔、夹杂等焊接缺陷。然而,传统搅拌摩擦点焊会在接头中心留有“匙孔”,减少接头的有效承载面积。无针式搅拌摩擦点焊（Probeless friction stir spot welding,P-FSSW）使用无针式搅拌头进行焊接,彻底避免了“匙孔”问题,工艺简单、设备复杂度低,具有巨大的应用潜力。本文以提高7075铝合金点焊接头性能为目的,通过实验和仿真方法,研究了焊接参数、轴肩形貌等对接头力学性能的影响,获取了焊接过程中的温度、应力应变和材料流动特性,揭示了接头的形成机理。最后,完成了脉冲电流辅助对P-FSSW接头性能的影响的研究。主要工作和研究成果如下:（1）7075-T651铝合金P-FSSW工艺参数研究。设计和搭建了 P-FSSW实验平台,基于响应曲面法,研究了焊接工艺参数对接头拉剪强度的影响,获得了预测接头强度的回归方程和优化焊接工艺参数。研究结果表明,焊接工艺参数对接头强度具有显著的影响,下压量为影响接头性能的主要参数,下压速度对接头性能影响不显著。（2）轴肩形貌对接头微观组织和力学性能的影响。设计制造三种不同形状轴肩的搅拌头并用于焊接实验,对比了不同接头的微观组织、力学性能,以及焊接过程中的温度、材料流动等,获得了轴肩形貌对接头性能的影响规律和的作用机理。研究表明,轴肩的形貌对焊接过程产热影响较小,对材料流动影响显著。阿基米德沟槽对材料流动促进效果最强,易造成更严重的Hook缺陷。凹面轴肩能改善Hook区域的材料交互,有利于接头拉剪强度的提升。（3）P-FSSW有限元仿真研究。基于ABAQUS软件,完成了 P-FSSW的有限元仿真,获得了焊接过程中的温度、应力应变分布,以及材料的塑性流动特性。研究结果表明,接头的温度、应力应变均呈现对称分布,且焊核区的温度、应力、应变明显高于其他区域。焊接过程中,接头中心处的材料粒子运动最剧烈,塑化的材料随搅拌头的旋转,同时向周围和下方运动。（4）脉冲电流辅助P-FSSW研究。通过脉冲电流辅助拉伸实验证明了脉冲电流对7075-T651铝合金的软化作用。设计搭建电流辅助搅拌摩擦焊接平台,对比了常规P-FSSW和脉冲电流辅助P-FSSW在焊接过程中的温度、轴向力以及接头强度等,发现脉冲电流辅助能够提高P-FSSW过程的焊接温度,增强材料交互机制,有利于接头的拉剪强度的提升。