在飞机制造过程中,2198铝锂合金常用作机身及机翼蒙皮材料,由于Li、Ag等元素的加入,制造成本高。铝合金机身蒙皮的传统成形工艺是利用整张板材直接拉伸成形,成形后两侧钳口余料切下即成废品,导致材料利用率低,生产成本高。如果使用廉价且强度合适的7A04-T6铝合金板代替钳口余料与2198-T3板材进行FSW拼焊,则可提高材料的利用率,并减少对成形毛料幅宽的要求,最终实现降低生产成本之目的。众所周知,热处理强化型铝合金在搅拌摩擦焊接过程中,析出相粒子受焊接热循环发生溶解和粗化,导致接头软化,在拉伸成形过程中易在软化区优先发生形变和断裂。本研究采用在焊接过程中施加强制冷却的手段,控制接头软化区析出强化相粒子的溶解与粗化行为,接下来通过低温人工时效/自然时效处理进一步强化接头薄弱区,使拼焊接头的力学性能满足蒙皮拉伸成形的要求,其研究结果为FSW拼焊成形技术在机身蒙皮生产制造中的应用提供了实验基础。本论文系统研究了不同冷却条件下获得的2198-T3/7A04-T6异种铝合金FSW接头焊态、自然时效及人工时效后的微观组织特征及力学性能,揭示了影响接头微观组织和性能演变的关键因素。本研究条件下,当2198-T3铝合金置于前进侧,7A04-T6铝合金置于后退侧,钢压块与焊缝中心的距离为10 mm,主轴旋转速度为1200rpm、焊接速度为100mm/min时,2198-T3/7A04-T6异种铝合金FSW接头的搅拌区成形最好,焊态接头的综合力学性能最优。使用水冷铜压块焊接和水下焊接时,焊接试板热影响区的峰值温度降低,且高温停留时间缩短,因此,接头硬度最低区（HAZ,2198-T3侧）析出强化相T1和θ’相的溶解和粗化行为被抑制,并导致硬度最低处显微硬度值降低幅度减小,接头拉伸强度显著提高。三种不同冷却条件下焊接的试板中,水下焊接试板的综合力学性能最优。三种不同冷却条件下焊接的试板分别经低温人工时效和自然时效处理后,接头拉伸性能都明显提高,这是由于在时效过程中,接头硬度最低区（HAZ,2198-T3侧）析出了大量尺寸细小的T1和θ’强化相。然而,FSW过程中施加强制冷却的接头具有较强的时效强化能力。这是因为,强制冷却条件下,焊态接头硬度最低区（HAZ,2198-T3侧）T1相和θ’相粗化程度降低,说明该区α-Al固溶体在焊接热作用下的脱溶被抑制,保持了相对较高的时效强化能力。水下焊接的接头经60天自然时效后表现出最优异的拉伸性能,屈服强度和抗拉强度分别为319 MPa和445 MPa,接头母材区延伸率为10.2%。