采用自主研制的静止轴肩搅拌摩擦焊(SSFSW)工具系统成功获得了5mm厚的6061-T6铝合金的对接接头,并通过试验方法详细研究了焊接工艺参数的变化对SSFSW接头的焊缝成形、显微组织、硬度分布以及拉伸性能的影响。所得结果将为后来SSFSW工艺的深入研究提供重要基础。6061-T6铝合金SSFSW工艺所得接头的焊缝成形良好,表面形貌美观。与传统FSW工艺相比,基本没有飞边缺陷,且几乎没有出现焊缝减薄的现象。SSFSW接头的焊核形状呈“碗状”,与传统FSW的焊核形状比较有较大差异。6061-T6铝合金SSFSW接头是由焊核区(WNZ),热力影响区(TMAZ),热影响区(HAZ)和母材(BM)四部分构成。但与传统FSW的接头有明显差异,SSFSW接头具有非常窄的TMAZ,并且有相当小的HAZ以及更加对称的焊核形状。焊核区中心线处中部的晶粒尺寸比上部和下部的晶粒都要大,上部的晶粒比中部稍小,但是焊核区下部的晶粒则非常细小。焊核区同一厚度处靠近前进侧位置的晶粒发生了明显的变形,呈现拉长形的形态;而中部和后退侧的晶粒大小和形貌类似,均呈现等轴状晶粒的形态,并且没有明显的变形。在相同的旋转速度下,随着焊接速度的增加,TMAZ和WNZ之间的分界面越来越模糊,材料塑性变形的程度也越来越小,并且焊核区的晶粒越来越细小;在相同的焊接速度下,随着旋转速度的增大,焊核区的晶粒越来越粗大。6061-T6铝合金SSFSW接头的硬度呈现“W”形分布,硬度由焊核区中心附近向两侧的热影响区逐渐降低,当到达热影响区的最低硬度处时,随后随着距离焊缝中心线的距离增加,硬度值逐渐恢复到母材的原始水平。随着焊接速度的增加,焊核区的硬度值也基本呈增大的趋势,软化区的范围缩小;高转速下焊核区的硬度值要大于低转速下的硬度值,软化区域的范围也较大。6061-T6铝合金SSFSW接头的抗拉强度随着焊接速度的增加而呈增大的趋势,而随着旋转速度的增加变化不大,保持在相对稳定的水平上;接头的延伸率随着焊接速度以及旋转速度的变化则没有规律性,呈现波动的趋势。当转速为1500rpm,焊速为300mm/min时,抗拉强度达到最大值256MPa,为母材的77.3%。所有的拉伸试样均断裂在轴肩下方前进侧或者后退侧的热影响区,热影响区是接头发生断裂的最薄弱区域,断裂方式属于典型的微孔聚集型断裂。