随着深海资源的不断开发探索,水下焊接技术的重要性日益突出。搅拌摩擦焊是一种新型固态连接技术,无须保护气和填充材料,焊后残余变形小,残余应力低,无弧光、噪声、射线等污染。镁合金跟铝合金具有密度低、比强度高、导热性好等显著优点,普遍应用于汽车制造、轨道交通和船舶生产等行业。出于对节能环保的迫切追求和随着镁/铝异种合金加工技术的提高,镁/铝合金在工业中获得了更加广泛的应用,因此,水下镁/铝合金的搅拌摩擦焊有广阔的发展前景。本文主要针对2mm厚的6061-T6与AZ31B镁/铝异种合金在常规跟水下两种焊接环境中进行搭接实验。设计加工出了符合要求的搅拌头及焊接夹具。通过对焊接工艺的不断探索与完善,逐渐获得了适合两种焊接环境的焊接参数。然后对所焊接板材进行切割取样,进行拉伸,测硬度等一系列的力学性能测试,探讨了用搅拌摩擦焊技术在水下焊接异种合金的可行性。通过对两种焊接环境下的焊接接头的力学性能数据分析,发现在在水下焊接环境中,接头的最大抗拉强度出现在焊接参数为n=900 r/min,v=80mm/min处,为181.63MPa,约为母材6061铝合金抗拉强度(260 MPa)的70%。而在常规焊接试验试样的拉伸过程中发现最大拉伸强度出现在n=750 r/min,v=60mm/min处,为176.23MPa,约为母材的67.8%。焊缝区横截面呈“弯钩状”,两种材料很好的结合在了一起,没有出现毛刺沟槽等外部缺陷,但在焊核区形成了孔洞缺陷。接头的断口塑性较小,大多为45°开裂,断口呈现母材本来灰白色,结合界面为水下搅拌摩擦焊的焊接接头薄弱区域。与常规焊接环境下的焊接接头相比,水下环境中焊接接头需要更高的转速来提供充足的热输入量,且接头的性能较之常规环境中也稍好。硬度首先从母材下降到最低值,然后逐渐向焊接中心有所增加。因此,硬度分布呈非对称的“W”型。较之常规环境中的焊接接头,水下的焊接环境有降低热输入量,减少热塑性变形的优点,对于减少毛刺、未焊透缺陷有一定的积极作用。长时间使用搅拌头会使得搅拌头出现磨损、断裂、塑性变形等缺陷。应用于水下焊接环境中的搅拌头减轻了搅拌头的磨损。