搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)作为新型的固相焊接技术,焊接航空铝合金具有无以伦比的优势。本文通过改变转速、焊速以及前进侧材料三个参量,使用FSW对6mm厚的7075-T6铝合金与2A12-T6铝合金进行对接焊接。使用数值模拟与试验相结合的研究方法,研究了工艺参数对7075-2A12异种铝合金FSW接头材料塑性流动行为的影响。通过组织观察、物相分析、力学性能测试、断口观察等研究手段,研究了工艺参数对7075-2A12异种铝合金FSW接头成形、组织和力学性能的影响规律。7075-2A12异种铝合金FSW焊接过程接头材料塑性流行为分析表明,FSW焊接过程中,接头塑性材料由前进侧绕过搅拌头流向后退侧,转移到搅拌头后方,实现塑性材料向搅拌头后方迁移填充形成焊缝。在焊速为40mm/min的情况下,适当增加转速能够提高焊缝材料向搅拌头后方的迁移能力,焊缝材料迁移能力在转速为800r/min附近达到峰值。随着焊速的增加,接头焊缝材料向搅拌头后方迁移填充能力减弱。7075铝合金置于前进侧,有利于提高接头焊缝材料向搅拌头后方迁移填充能力。7075-2A12异种铝合金FSW接头成形分析表明,随着转速的提高,表面沟槽出现的倾向降低,焊缝背部焊瘤凸起程度降低,溢出带间距延长,但转速过高,增加了出现隧道孔的倾向,增加了焊缝背部焊瘤凸起程度。随着焊速的增加,表面起皮出现的倾向降低,表面沟槽出现的倾向增加,隧道孔出现的倾向增加。但焊速过高,增加了出现飞边与溢出带的倾向。2A12铝合金置于前进侧,有利于降低接头表面起皮倾向,但是增加了出现表面沟槽的倾向,增加了焊缝背部焊瘤凸起的程度。7075-2A12异种铝合金FSW接头组织与力学性能分析表明,经过搅拌头搅拌破碎作用,母材中的T相及S相破碎为细小的小颗粒存在焊缝中,焊核区组织由轧制晶转变为晶粒细小的等轴晶。随着转速的增大,接头焊核区和热影响区晶粒尺寸逐渐增大,致使接头侧面硬度软化区变宽及焊缝区硬度数值减小,接头焊核区韧性降低,接头的强度与塑性降低。随着焊速的增大,接头焊核区和热影响区晶粒尺寸减小,致使接头侧面硬度软化区变窄及焊缝区硬度数值增加,接头焊核区韧性升高,接头的强度与塑性升高。7075铝合金置于后退侧有利于接头组织晶粒的细化,致使7075铝合金置于后退侧的接头力学性能较好。接头拉伸断裂多数位于2A12铝合金侧热影响区,呈现45°剪断的形式。第二相(Mg5Si6)对接头的断裂过程有重要的影响,第二相沿板厚方向分布的不均导致接头拉伸断口出现分层现象,接头拉伸断裂呈韧-脆混合断裂形式。综上分析,转速为700r/min,焊速为40mm/min,7075铝合金置于前进侧工艺下的接头成形美观,内部缺陷少,力学性能较好。该工艺下接头的抗拉强度达370MPa,断后伸长率达9.8%,接头焊核区的冲击功为14.98J。