摩擦搅拌焊是一种用于低熔点铝合金板材的固态焊接方法，用该方法可以焊接通常熔化焊方法难于焊接的铝合金材料。而目前广泛应用的铝合金的连接大多采用铆接或机械连接的形式，没有发挥出它轻质高强的特性，因此研究铝合金的摩擦搅拌焊接技术具有很重要的工程应用价值。 由于摩擦搅拌焊的应用时间不长，目前对摩擦搅拌焊接头形成机理的研究还处于起步阶段。国内在该技术的工程应用方面还是空白。摩擦搅拌焊接的核心技术在于特殊结构形状的焊头及相匹配的工艺参数，它决定了摩擦搅拌焊接的应用范围。为了开发铝合金的摩擦搅拌焊接技术，本文基于粘着摩擦理论，初步探讨了摩擦搅拌焊接中的焊接机理，建立了摩擦搅拌焊接中的能量转换模型，揭示了摩擦搅拌焊接中焊接温度变化特征及对显微组织的影响，其中峰值温度是重要参数，将它控制在0.8Tm(即大约450℃)左右时，能获得较好的焊缝组织；在此基础上设计了多种特形焊头，并用来对多种铝合金材料进行焊接工艺实验，优选出了尖锥螺旋形焊头及相匹配的工艺参数，分析了焊头形状、旋转速度、焊接速度等对焊缝质量的影响，为进一步研究开发具有自主知识产权的摩擦搅拌焊接技术提供理论和实践依据。