铝/镁异种合金的复合结构具有轻量化的优点,但传统熔焊难以得到质量良好的焊接接头。厚板铝/镁异种合金搅拌摩擦焊的难点在于接头易形成金属间化合物和沿厚度方向组织差异大,因此,探究焊缝塑性金属的流动规律和接头组织变化规律具有重要意义。本文创新性地采用底部加热和在焊缝表面铺垫摩擦材料对厚板铝/镁异种合金进行焊接,研究工艺参数和摩擦材料性能对焊缝成形、塑性金属流动和接头组织的影响。通过对焊核区底部形貌进行观察,对焊核区底部参数进行测量,揭示了焊缝塑性金属的流动规律;对焊缝显微组织和成分进行分析,掌握了接头组织的变化规律。研究结果表明,相比于5A03铝合金,1060纯铝作为摩擦材料,焊缝成形更优。1060纯铝作为摩擦材料,在旋转速度为750rpm、焊接速度为23.5 mm/min～37.5mm/min时,可以得到成形相对良好的焊缝。焊核区底部形成的洋葱瓣花纹是由相互交替的环状铝镁机械混合物和铝合金组织组成。提高搅拌头旋转速度,塑性金属混合均匀,洋葱瓣花纹逐渐消失。在一定范围内,n/v值可以用来表征搅拌摩擦焊焊缝热输入,n/v值越大,单位长度焊缝中塑性金属的轴向迁移量越多,表现为焊核区底部的面积不断增大。界面和焊核区产生金属间化合物的种类由界面成分主导,在镁侧界面液化区域中镁的含量偏高,形成Al12Mg17+α-Mg共晶组织;在铝侧界面和焊核区液化区域中镁的含量偏低,形成Al3Mg2+α-Al共晶组织。镁侧界面液化区域是在铝合金组织和镁合金母材之间形成的,界面共晶组织的范围受温度主导。在焊接速度为23.5mm/min、旋转速度750rpm时,镁侧界面上部和中部共晶层的宽度分别为240μm和49μm,下部没有共晶组织形成;铝侧界面和焊核区上部铝的含量高于中部和下部,导致铝侧界面和焊核区上部形成的金属间化合物含量少于中部,铝侧界面下部形成金属间化合物含量少于中部、高于上部;焊核区下部温度低,没有发生共晶反应,由于受到搅拌针的强搅拌作用,下部组织为细小、均匀的等轴晶。对于镁侧界面S曲线的产生,可以通过提高搅拌头旋转速度消除。在低旋转速度和高焊接速度下镁侧和铝侧界面形成的共晶组织范围明显减少。