对6mm厚6061-T651和8mm厚7075-T651铝合金轧制板进行了搅拌摩擦焊接，研究了焊接参数、工具尺寸、初始对接面、焊后热处理工艺以及背部补焊对接头微观结构、力学性能和断裂方式的影响，为搅拌摩擦焊的发展和工业应用提供了一些有益的参考资料。　　 首先，对6061-T651铝合金，在较宽的转速(ω=400-1600rpm)和焊速(V=100-400mm/min)范围内，均可取得致密无缺陷的焊缝。400mm/min高焊速下接头强度较高，呈45°剪切断裂；而100mm/min低焊速下接头强度较低，断裂面基本与对接面平行。断裂均发生在热影响区，断裂路径与最低硬度分布十分吻合。两个热指数，ω2/V和ω/v，都不能用来描述焊接热输入和接头拉伸性能及断裂方式。　　 其次，采用3个不同轴肩尺寸(16、20、24mm)的搅拌头进行6061-T651铝合金的搅拌摩擦焊接，均可取得高质量焊缝。轴肩尺寸对接头拉伸性能基本没有影响，断裂均发生在热影响区，大约呈45°剪切断裂，随轴肩尺寸增大断裂位置外移，这与热影响区的最低硬度分布和硬度值是完全吻合的。表明轴肩尺寸的增大仅使强度类似的温度场外移，产生向外移动的具有类似微观结构的热影响区。由微观形貌分析可知，热影响区可分为三个亚区，靠近焊核I区的粗大β相和细小β"相绝大部分溶解，以固溶强化为主，硬度较低；靠近母材III区主要由细小的β"相组成，沉淀强化为主，硬度较高；在I区和III区中间的II区主要由粗大β相组成，沉淀强化和固溶强化均比较弱，硬度最低，接头拉伸断裂就发生在这一区域。　　 再次，采用单、双板进行的7075-T651铝合金的搅拌摩擦焊接对比研究表明，单板焊接是研究铝板初始对接面影响的一个非常有效的手段，铝合金搅拌摩擦接头的"S"线与对接面的氧化皮密切相关，焊前清除板面氧化皮并不能避免"S"线的产生。"S"线在焊态不显现，而且对7075铝合金搅拌摩擦接头的力学性能和断裂方式并不产生影响，断裂发生在热影响区，呈45°剪切断裂。T6热处理后，在焊核区出现由底部锯齿形裂纹和中、上部50-200μm微孔组成的不连续"S"线，拉伸时断裂沿"S"线发生，导致接头的强度和延伸率明显降低。　　 最后，对7075-T651铝合金接头进行了不同焊后热处理和背部二次补焊研究。结果表明，在470℃进行标准T6热处理时，焊核区无晶粒异常长大：当固溶温度升高到480℃时，开始出现晶粒异常长大；当固溶温度达490℃时，大晶粒不断吞食小晶粒，并沿“洋葱”环生长，近一半的焊核区被异常长大的晶粒占据。随固溶温度增高，"S"线愈加明显。背部二次浅层补焊消除根部已出现或潜在缺陷，明显改善接头的力学性能，特别是在T6热处理条件下，双面接头的抗拉强度比单面焊接有了很大的提高，屈服强度基本恢复到母材的水平，延伸率也有明显改善。