本文主要研究了适用于钛合金搅拌摩擦焊接用搅拌头的设计及磨损情况，测试与分析了钛合金搅拌摩擦焊接温度场，进行了Ti-6Al-4V搅拌摩擦焊接工艺研究并分析了接头的组织特征与力学性能。 设计了焊接钛合金的搅拌头并进行了焊接试验，焊接过程中发现，纯钨搅拌头磨损与变形非常严重，硬质合金搅拌头扎入深度很小时，钎料熔化且被挤出。 为了弄清钛合金搅拌摩擦焊接的热过程，本文测试与分析了搅拌摩擦焊接温度场。发现焊接过程中焊缝两侧温度并不对称，各点热循环曲线的最高温度也不对称，加热速度较快，冷却速度较慢。温度随距离搅拌头肩部越远，温度越低。 利用纯钨搅拌头搅拌摩擦焊接钛合金，得到了成形良好的焊接接头。发现焊缝区呈几个截然不同的微观组织区域。焊缝区分布着粗大的α过饱和针状马氏体且随着厚度的不同晶粒有着细微的变化；热机械影响区非常窄，宽度约为50μm；热影响区晶粒与母材相比没有太大变化。当转速一定时，焊接速度越大，焊核中心的晶粒越细小。 研究了焊接速度和搅拌头旋转速度对接头拉伸强度的影响。当旋转速度为600rpm,焊接速度为80mm/min时，焊缝成形良好并且接头的拉伸强度几乎达到了母材的100﹪。拉伸结果表明，接头断裂一般发生在焊缝处。接头热影响区的显微硬度与基体金属相比显著上升。