搅拌摩擦与变极性等离子交叉焊缝结合了搅拌摩擦焊与变极性等离子焊两种焊接工艺,顺应当前特殊行业生产要求,但目前对这一领域的研究还是空白。为促进搅拌摩擦焊与变极性等离子焊的进一步研究。本文对2219-T6铝合金交叉焊缝的成形规律进行了研究,分析交叉焊缝的微观组织和力学性能,初步探索交叉焊缝中气孔缺陷的产生原因。首先研究了交叉焊缝的成形规律,优化变极性等离子焊工艺参数。在交叉焊缝成形良好的前提下,对其力学性能进行检测。检测结果表明交叉焊缝的力学性能具有方向性。沿变极性等离子焊方向,抗拉强度为母材强度的61%,基本与单纯的等离子焊缝相持平。沿搅拌摩擦焊方向,抗拉强度为207.53MPa,只有母材强度的50%。试验所得交叉焊缝的力学性能满足使用要求。对比2219铝合金交叉焊缝与单纯变极性等离子焊缝的微观组织,发现两者既有相同点又存在差异。相同点:都表现出铸态组织的基本特征。微观组织的差异主要体现为交叉焊缝具有以下特点:焊缝组织更不均匀,并不关于焊缝中心对称;结晶无明显的方向性;焊缝中存在由细小晶粒组成的流线状区域。研究中发现,交叉焊缝存在缩孔、冷隔和气孔等缺陷,其中气孔为主要缺陷。本文对气孔的产生机理进行初步分析。实验证明增加搅拌摩擦焊热输入量可有效降低交叉焊缝气孔率,验证了作者对搅拌摩擦焊缝中显微缺陷促进熔焊过程中气孔形成这一理论的推测。同时,还对搅拌摩擦焊前,铝合金表面未彻底清除的氧化膜对交叉接头气孔形成的影响进行了理论分析。