静止轴肩搅拌摩擦焊（Stationary Shoulder Friction Stir Welding,SSFSW）是在传统搅拌摩擦焊基础上发展而来的一种新型固相连接技术,由于沿厚度方向上焊接热输入均匀,在合理的焊接参数下可以获得表面无减薄、力学性能良好的焊缝组织,并且可以实现复杂接头形式的焊接,因而有效拓宽了传统搅拌摩擦焊的应用范围。然而已有的研究报道主要针对铝合金薄板SSFSW焊接工艺过程,对厚板铝合金SSFSW工艺过程缺乏深入系统的研究。本文通过大量焊接工艺试验、采用自主设计的针对8.5mm厚板铝合金SSFSW搅拌工具,对厚板铝合金SSFSW工艺过程进行深入系统试验研究,为在厚板铝合金结构制造领域推广应用SSFSW技术提供重要试验依据。试验结果表明:针对8.5mm厚板2A14-T4铝合金的SSFSW过程,当主轴转速（ω）和焊接速度（v）在ω=400 r/min,v=100～140 mm/min;ω=500 r/min,v=60～140 mm/min;ω=600 r/min,v=60～120 mm/min范围内均可获得完全致密无内部缺陷的SSFSW对接接头。厚板铝合金SSFSW工艺并不适合800 rpm以上高主轴转速情况,结合模拟分析结果发现,SSFSW焊接热输入范围较窄,峰值温度出现在搅拌针与工件材料接触面附近,静止轴肩与工件产热很低。研究了铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊工艺参数对接头材料成形、显微组织特征、力学性能的影响规律。试验表明:在优化的焊接参数下可以得到表面光滑内部无缺陷的焊缝组织,克服了传统搅拌摩擦焊带来的焊缝厚度减薄问题,此外在焊核区可以明显观察到“洋葱环”宏观流动组织特征。这表明焊接过程中焊核区材料发生了充分的流动混合。SSFSW焊缝区主要由焊核区（NZ）组成,周围热力影响区（TMAZ）及热影响区（HAZ）宽度明显减小,焊核区与搅拌针形状类似、并由两种不同尺寸细小等轴晶混合构成,前进侧NZ晶粒比后退侧NZ更为细小。SSFSW焊缝显微硬度分布呈“W”形,WNZ硬度最大,自中心线向两侧硬度逐渐降低,TMAZ和HAZ交界处形成软化区其硬度最低。拉伸试验表明,在ω=500 r/min,v=140 mm/min情况时,SSFSW对接接头抗拉强度最大为380 MPa,达到母材88%,接头最薄弱区域主要在后退侧TMAZ和HAZ交界处的软化区,拉伸试样断口主要表现为韧性断裂模式。