搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)是一种新型固相连接技术,具有焊接工艺简单、焊接缺陷少等优点,可用于高强度铝合金的焊接,广泛应用于交通运输和航空航天工业中。本文以2mm厚2A12-T42铝合金搅拌摩擦焊接头为研究对象,对不同焊接参数下的接头进行宏观形貌观察、微观组织表征、力学性能及残余应力的测定,研究了不同工艺条件下组织的演化规律及其与性能的关系。研究成果如下:(1)通过宏观形貌及微观组织观察可得,当焊接速度为200mm/min时,宏观形貌良好;热机影响区域较窄且组织发生明显扭曲变形,变形方向与焊接方向相切,前进侧分界线较后退侧明显;热影响区组织较母材区域发生粗化,焊核区组织细小。(2)通过X射线衍射测定残余应力分析可得,母材表现出较为明显的<200>取向,焊缝区域相比于母材表现出强烈的<111>取向;焊接速度相同时,随主轴转速增加,<111>取向强度表现出先增加后减小趋势,晶格畸变程度降低,焊缝区压应力先降低后升高,热影响区压应力不断增大;主轴转速一定,随焊接速度增加,<111>取向强度减小,晶格畸变程度加剧,焊缝区应力不断增加,热影响区纵向应力先减小后增大,横向不断减小;相同焊接工艺参数下,热影响区残余应力大于焊缝区,并且各区域纵向应力(主要是压应力)大于横向。(3)通过力学性能分析可得:接头显微硬度分布呈“W”型,随主轴转速升高,焊核区硬度增加,转速为1000r/min时,硬度值为142HV,热影响区组织发生粗化,硬度值相对降低;随转速增加,抗拉强度增加,当转速为1000r/min时,抗拉强度为415MPa;延伸率在800r/min和1000r/min时较高,分别为9.94%和9.52%;拉伸断裂位置位于前进侧焊核区和热机影响区的界面处,实验及理论分析表明,焊核区与热机影响区界面两侧组织尺寸、S强化相的含量相差较大且中间缺乏平滑过渡,易在此产生应力集中,力学性能较差。