随着能源危机的日益严重,轻量化技术受到越来越多的关注。铝-钢连接件既能减轻整体结构的重量,又能保证结构的强度,有着良好的应用前景。可是,由于物理和化学性能的差异,钢和铝及其合金的连接一直是焊接领域的难点。搅拌摩擦点焊是固相连接技术,热输入低,可有效控制脆性化合物的形成,成为重要的铝钢异种金属连接方法之一。本文采用自行设计的无匙孔搅拌摩擦点焊新方法对1mm厚的DP600镀锌钢板和3mm厚的6061铝合金进行搭接点焊,接头表面平整美观,中心没有匙孔,焊点成形良好,周围无飞边。采用正交优化设计,研究了主要工艺参数对接头抗剪力的影响,从主到次依次为搅拌头转速,搅拌针长度,预热时间；并得出了最优组合参数：搅拌头转速为1200r/min,预热时间为6s,搅拌针长度为3.2mm。最优参数下所得接头的抗剪力能达到10KN以上。采用扫描电子显微镜分析组织,发现接头由搅拌区和扩散区组成。搅拌区内,钢和铝互相嵌入对方基体中,形成“钉子”和“弯钩”状分布,机械连接十分牢固；微观上,两种金属呈环形的片层状交错分布,近似为“洋葱环”结构,且片层之间发生了元素扩散,形成了一系列金属间化合物,有一定的冶金结合。扩散区分界清晰,有一层致密均匀的金属间化合物FeAl3在界面上生成,厚度约为5μm,连接方式为冶金结合。所以,铝-钢无匙孔搅拌摩擦点焊接头既有机械连接,也有冶金结合,正是这种双重连接使接头具有良好的力学性能。观察拉伸试验后的断口,发现接头主要有两种断裂方式：一种是接头直接从铝钢的搭接界面上剥离,另一种是接头经塑性变形后从扩散区撕裂,钢板上留下孔洞,其中以第二种断裂方式失效的接头的连接强度相对较高。断口为河流状的解理台阶,表现为脆性断裂,且台阶边缘分布着金属间化合物FeAl3。初步推断接头断裂位置为扩散区金属间化合物层与铝基体界面处,而断裂起源于化合物层以及界面上的孔洞或裂纹处。接头中两种材料的横向硬度分布都近似为“W”形,搅拌区的硬度最高；而纵向硬度分布曲线上,界面处的硬度值达到800HV以上,远高于两侧母材,证明界面上形成了脆硬的金属间化合物。