铝合金（A1）/镁合金（Mg）复合结构可以充分发挥两种轻金属材料的性能优势,增大结构设计的灵活性,在航空航天、汽车、电子等工业领域都具有广泛的应用前景。由于二者物理化学性能差异较大,在Al/Mg异种金属焊接过程中极易形成脆硬的铝镁金属间化合物。脆硬的化合物可以恶化接头强度,使得焊接接头不能够得到广泛应用。因此,对于Al/Mg异种金属焊接接头中的金属间化合物的形成机制以及如何控制它们的生长成为当前Al/Mg异种金属焊接的研究热点。轴向摩擦焊接工艺具有焊接过程温度低、接头为锻造组织等优势而被广泛应用于轴对称零部件的焊接。本文针对工业纯铝1060与AZ31B镁合金棒材的连接,系统研究了摩擦压力、摩擦时间、顶锻压力以及主轴转速等焊接工艺参数对Al/Mg异种金属摩擦焊接头性能以及界面组织的影响,并重点讨论了摩擦界面处金属间化合物形成机制。1060Al/AZ31BMg异种金属摩擦焊接工艺试验结果表明,接头最高接头强度达到142 MPa,为1060纯铝母材的88%。接头强度随着摩擦压力、顶锻压力、摩擦时间的增加而增加。在拉伸试验过程中,焊接接头断裂发生在摩擦界面处,断口平滑,为典型的脆性断裂。在Al/Mg异种金属摩擦界面处产生的金属间化合物一方面可以表明Al/Mg摩擦界面处形成了冶金结合,另一方面又决定了焊接接头的性能。摩擦界面组织分析结果表明,较高的摩擦压力和顶锻压力可以减小摩擦界面金属间化合物层的厚度,顶锻压力对于摩擦界面处化合物层的厚度影响更大。适当的增加摩擦时间可以促进摩擦界面组织均匀化。在摩擦界面的中心区域,形成了一层薄片状的、以Al₃Mg₂为主的金属间化合物层；在摩擦界面1/2半径到外边缘的区域,也形成了一层扩散薄片状的金属间化合物,但是化合物层主要由靠近Mg侧的Al₁2Mg₁7和靠近Al侧的Al₃Mg₂组成,Al/Mg层的厚度比Al₃Mg₂的厚度要大一点。在摩擦界面上除了比较平滑的薄片状化合物外,还有以机械交锁为特征的机械嵌合区。此区域的组织主要是由Al、Mg、Al₃Mg₂和Al₁2Mg₁7组成的混合组织。随着摩擦时间的增加,机械交锁区域逐渐转变成扩散连接区域或者成分液化区域。通过对焊接过程中摩擦界面的温度检测,发现Al/Mg异种材料摩擦界面处的温度可以达到437℃,具备成分液化的温度条件。通过对摩擦界面处金属间化合物组织分析,也表明在摩擦界面处出现共晶组织,说明有成分液化现象出现。由成分液化引起了两种不同的共晶反应：Al₁2Mg₁7+Mg→liquid（437℃）和 Al₃Mg₂+Al→liquid（450℃）,并产生四种不同的组织形态：晶界偏析、离异共晶、网状结构和液固混合组织。成分液化的出现对实现摩擦焊接有着很大影响,即促进了焊接接头的冶金反应,又影响了焊接接头的强度。本文的研究结果与其它Al/Mg异种金属熔焊焊接方法相比,Al/Mg异种金属轴向摩擦焊接试验无论是在焊接强度方面,还是在节约成本方面都具有较大的优势。