随着我国“复兴号”动车组实现350公里时速运营,我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家,也标志着我国高速列车达到世界先进水平。Al-Zn-Mg-Cu铝合金是为高速列车等先进制造业开发的具有优良的综合性能的高强铝合金材料,主要用于车体及构件的承载系统。在列车及飞机的制造过程中,焊接是必不可少的连接手段,也是材料能够实现商业化的重要因素。Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的焊接难度较大,焊接质量要求高,突破这一焊接瓶颈一直是研究者努力的方向。冷金属过渡焊接技术（CMT）具有焊接热输入低、焊接电弧稳定、熔滴过渡无飞溅及易实现自动化控制等特点,是一种全新的、高效优质的焊接方法,在先进制造领域的应用越来越广泛。因而将冷金属过渡焊接技术与高强铝合金焊接相结合以满足我国先进制造业发展的需求受到了业界越来越多的关注。本文以3 mm厚的Al5.5Zn2.5Mg2.2Cu高强铝合金为研究对象,采用CMT Advanced 4000R nc型焊接系统对其进行焊接,对焊接工艺、接头宏观成形、显微组织、力学性能、接头相的演化及疲劳性能进行研究,并对静载拉伸及疲劳断口进行观察分析。研究发现:实现熔透焊所需热输入量最小为137.7 J/mm。与此同时,降低焊接热输入亦能减少焊缝气孔,并明显改善焊接接头的成形效果;Al5.5Zn2.5Mg2.2Cu高强铝合金CMT焊接接头分为焊缝区、热影响区及母材三部分,与传统弧焊相比,热影响区变窄;熔合区以柱状晶组织为主,呈典型的联生结晶特点;焊缝区组织主要为等轴晶和树枝晶,随着焊接热输入的逐渐降低,焊缝组织发生不同程度的细化。接头360小时自然时效后,硬度分布不均,焊缝区硬度最小,由于基体沉淀相及晶界析出相粗化,过时效软化区硬度较固溶区下降10 HV。不同焊接工艺参数下接头拉伸试样均断于焊缝,随着焊接热输入的降低,接头抗拉强度逐渐升高,当热输入量为137.7 J/mm时,接头抗拉强度最大为334.9 MPa;拉伸断口SEM观察发现,断面主要为大小不一的等轴状韧窝,为典型的韧窝断裂形貌。焊缝中除了典型的α-Al衍射峰外,还发现了Mg₂Si衍射峰;由于靠近焊缝的固溶区温度过高,部分η′亚稳相溶入基体,固溶区仅发现微弱的Mg Zn₂相衍射峰,相反,过时效软化区存在明显的Mg Zn₂相衍射峰。通过TEM图像对热影响区微观组织演化分析,与母材相比,固溶区有细小的GP区析出,晶内粗大析出相增多,但η′亚稳相明显减少,晶界析出相尺寸与晶界无析出带宽度变化不明显;时效区合金中基体析出相和晶界析出相明显增大,但基体析出相数量有所减少,晶界析出相不连续分布,间隔尺寸随晶界η相增大而减小,晶界无析出带的宽度有所增加,且无析出带两侧出现溶质原子贫乏。热影响区相的演变导致其硬度及拉伸性能发生明显的改变,相较于母材,热影响区发生明显软化。在设定N_f=10⁷疲劳循环条件下,Al5.5Zn2.5Mg2.2Cu铝合金母材及其CMT焊接热输入为137.7 J/mm和148.3 J/mm的应力-寿命关系分别为（?）、（?）、（?）。该循环周次下试样条件疲劳极限分别为166.4 MPa、109.3 MPa和102.2 MPa。接头疲劳试验结果表明:在相同的应力水平下,热输入量为137.7 J/mm的接头能够获得更高的疲劳寿命。经观察,疲劳断口均由疲劳源区、扩展区及瞬断区组成,接头疲劳源区主要为焊接气孔,扩展区疲劳条带清晰可见,条带间距有所差异,在裂纹扩展过程中,条带遇到第二相粒子后倾向于绕过粒子扩展;瞬断区形貌与静载拉伸断口形貌相同,为大小不一的韧窝构成。