铝合金中厚壁构件（4～20 mm）在航空航天领域应用广泛。高功率激光焊接技术具备功率密度高、柔性好等优势,为铝合金中厚壁构件的高效焊接提供了有效手段。然而,在铝合金中厚板的高功率激光焊接中,面临焊缝气孔多发的难题,限制了其应用。激光搅拌焊接技术作为新兴技术,激光束可周期性地摆动,在气孔缺陷抑制方面具有优势。本文对铝合金中厚板高功率激光搅拌焊接开展气孔缺陷的实验与数值模拟研究,重点分析主要工艺参数对气孔缺陷的影响规律,揭示搅拌焊接气泡的生成与抑制机理,提出铝合金中厚板高功率激光搅拌焊接少气孔缺陷的工艺调控方法。本文主要研究内容和结论如下:（1）开展了铝合金中厚板高功率激光搅拌焊接气孔缺陷的工艺探索研究。研究结果表明:无穷形搅拌轨迹相比于其它轨迹,综合性能最好;当激光功率10 000 W、焊接速度为100 mm/s、搅拌振幅大于1.5 mm且搅拌频率大于150 Hz时,接头气孔率几乎为0;增大搅拌振幅可显著增强气孔抑制效果,但焊缝接头熔深大幅下降。（2）利用数值模拟技术研究了铝合金中厚板高功率激光搅拌气泡的生成与抑制机制。高功率激光搅拌焊接中存在三种气孔抑制机制:（a）增大小孔上方的开口面积;（b）改变小孔附近流体动压力方向,稳定焊接小孔;（c）激光搅拌焊接中小孔的“重熔”作用提高气泡逸出的概率;在无穷形搅拌轨迹中,小孔滞后于激光束的位置是导致气泡生成的直接原因。在t=[kT,T/8+kT]时,气泡生成的概率最大,在t=[3T/8+kT,5T/8+kT]时,气泡与焊接小孔相遇逸出的概率最大。（3）提出了铝合金中厚板高功率激光搅拌焊接中气孔缺陷抑制的工艺调控方法。通过增大搅拌振幅、减小焊接速度均可以达到降低气孔率的效果;利用高功率激光搅拌焊接工艺获得抗拉强度达316 MPa的焊接接头,相比于单激光焊接,抗拉强度提高了168%;提出了基于光束运动轨迹和能量密度控制的工艺调控方法;建立了少气孔缺陷的最佳工艺窗口,获得熔深高达6.4 mm的少气孔焊接接头。