铝合金材料具有良好的综合性能,正在越来越广泛地应用于轨道交通车辆制造领域以实现车体的轻量化。搅拌摩擦焊(FSW)作为一种新型的固相焊接技术相对于传统熔化焊的方法有较多的优势,近年来在轨道车辆铝合金车体上逐步开始工程化应用。然而,目前的应用还主要集中在小厚度铝合金的焊接。对于中等厚度和大厚度铝合金搅拌摩擦焊来讲还处于工程试验阶段。本研究针对40mm厚6082-T6铝合金搅拌摩擦焊焊接接头的微观组织和力学性能进行系统研究,这对于推动搅拌摩擦焊技术在轨道车辆铝合金中厚板焊接方面的应用具有工程实用价值。本研究利用OM、SEM、SEM-EDS、SEM-EBSD、TEM和显微硬度,拉伸试验等微观组织观察和性能检测手段,研究了搅拌摩擦焊接接头的微观组织和性能之间的关系,研究结果发现:(1)焊核区发生动态再结晶,其晶粒呈细小等轴晶特征;热机影响区发生形变和回复或不完全再结晶,晶粒沿流变方向保留变形组织特征;热影响区晶粒明显长大,仍保有母材纤维状组织;(2)由于轴肩热的影响,从焊道表层到中心温度逐渐降低,因此导致该焊道的焊核区的上、中、下三个部位的晶粒呈现逐渐细化的趋势;(3)焊缝横截面显微硬度呈现高-低-较高-低-高的“W”形分布特征。两侧母材区晶粒内部密集分布着针状的β"相,其硬度最高;热影响区分布着粗大的β”相,硬度明显下降,形成明显软化区;热机影响区和焊核区的硬度回升,这是由于焊核区及附近区大部分析出相发生回溶和再析出所致;(4)FSW接头抗拉强度为227MPa,延伸率达到11.35%。断裂位置均位于接头后退侧热影响区;(5)焊核区分层切片拉伸试样均未断裂在Z线处,表明Z线并非是焊核区的力学性能的薄弱区。