搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding,以下简称FSW)是一种新型固相连接方法,具有高质量、低成本、低变形等特点,随着该技术的快速发展和对接头质量要求的不断提高,人们越来越关注FSW缺陷及其对接头性能的影响。本文以2.5mm和7.5mm两种厚度的2219铝合金板材为对象,研究焊接工艺参数与焊接缺陷、微观组织以及力学性能的相关性,从而为揭示FSW缺陷的形成机理和提高焊接质量奠定基础。接头力学性能测试结果表明,两种板材接头的室温拉伸性能随焊接参数具有相同的变化规律,在最佳匹配参数下,2.5mm板接头的抗拉强度最大值为295MPa,是母材的65%,而7.5mm板接头达到343MPa,强度系数高达80%;与室温拉伸性能相比,接头的低温拉伸性能有所提高。接头的冲击韧性相对于母材显著增大;从弯曲角来看,2.5mm板接头略低于母材,而7.5mm板接头相对于母材有很大提高。工艺试验结果表明,FSW接头中的缺陷可分为焊缝外观缺陷和焊缝内部缺陷两种,其中外观缺陷包括沟槽和飞边,内部缺陷包括孔洞和未焊合。影响FSW缺陷产生的主要因素为接工艺参数和施焊条件,焊速较低、转速较高或压深较大时会形成飞边,在焊速高、转速低或压深小的情况下,焊缝塑性材料流动不足就会产生孔洞甚至沟槽缺陷,而在压深较小或搅拌针长度较短以及转速较低或焊速较大的情况下,易于产生未焊合缺陷。接头微观组织分析表明,焊核区发生动态再结晶,形成了细小的等轴晶粒,沉淀相被搅拌头机械破碎而细化;热机影响区受到弱于焊核区的热机作用,形成弯曲变形的晶粒,沉淀相发生一定程度的长大;热影响区只受到摩擦热的影响,晶粒和沉淀相均发生粗化,从而成为整个接头最薄弱的部位。焊接工艺参数对接头各区的晶粒尺寸以及接头截面的形貌均有较大影响。