本文利用搅拌摩擦焊接技术,实现了不锈钢薄板之间的良好搭接。实验主要分为两大类,第一类是实现1mm厚的304不锈钢薄板之间的搅拌摩擦搭接,第二类是在0.5mm厚的304不锈钢板之间加入一定厚度的锡层增大扩散接触面积,促进元素的扩散溶解,提升焊接接头的力学性能。在进行1mm厚不锈钢薄板搅拌摩擦搭接时探索了不同工艺条件下焊缝表面形貌,板材变形情况以及搅拌头磨损情况。而后在大量前期探究性实验的基础上,着重选取了不同焊接速度对焊接结果的影响。由于板材较薄,工艺参数窗口可选择较窄。最终重点分析最优参数条件下分析焊接接头横截面形貌、结构并阐述了焊接过程中材料的流动行为。当焊接参数为v=50mm/min,n=1200mm/min,d=0.1mm时取得的焊接接头性能最佳,表面成形性良好。焊接过程中焊核区的不锈钢在热循环和机械搅拌的作用下晶粒发生回复再结晶并形成细小的等轴晶粒。靠近表面的不锈钢晶粒由于机械搅拌更为剧烈,散热条件好等原因要更为细小。晶粒的细化使得焊核区的材料硬度高于母材。由于在焊接过程中后腿侧向前进侧转移塑化金属的能力较弱,使得前进侧存在力学性能薄弱区域。剪切测试的拉伸试样所有的失效部位都位于前进侧。在1mm厚不锈钢搅拌摩擦焊研究基础上发现,搅拌摩擦焊可适用于不锈钢薄板的焊接,但是对于0.5mm不锈钢薄板来说,由于板材更薄,为了减小焊接变形,选择短针搅拌头在不扎入下层板的情况下进行焊接,为了进一步提高接头强度,向不锈钢薄板之间加入锡层以提高接头强度。本研究在恒定搅拌头转速(1200r/min)和恒定下压量(0.1mm)情况下探究不同焊接速度对搭接接头形貌、中间层元素扩散以及接头力学性能的影响。实验发现,在焊接速度较慢时,焊接热输入充足,元素扩散较为充分。随着焊接速度的提升,焊接热输入减小,中间层与界面之间出现明显缺陷。在焊接过程中锡层熔化并发生基体与中间层元素相互扩散溶解的现象,相较于不加中间层锡的薄板搭接,液相的锡层促进了元素的扩散与溶解。对于加锡层的不锈钢薄板搭接,在后续的剪切实验中,在焊接参数为v=30mm/min,n=1200r/min,d=0.1mm时试样发生韧性断裂,随着焊接速度的提高,断裂方式由韧性断裂逐渐过渡为脆性断裂。而且相较于不加锡层的搭接接头,同等焊接参数下,加入锡层以后的搭接接头的力学性能得到了极大的提升。最终研究表明通过向不锈钢薄板之间加入锡层促进了元素的扩散与溶解,有效的增强了接头强度。