搅拌摩擦焊技术是上世纪九十年代由英国焊接研究所发明一种新型的固相连接工艺。与传统焊接方法相比，FSW具有自动化程度高，焊接环境好，焊接成型好等优点，并且可以焊接一些用传统方法很难完成的材料，如铝合金、钛合金等。目前在许多领域都得到了广泛的应用。本文选用纯钛系中抗腐蚀性强和塑性强度都适中二级商业纯钛TA2板材为研究对象，利用搅拌摩擦焊工艺，对2mmTA2板材进行探索性焊接实验，并获得最优参数。分析焊接接头微观组织及力学性能。分析得出TA2的搅拌摩擦焊的接头组织分为四个区域：母材区、热影响区、热机影响区以及焊核区。热机影响区和焊核区晶粒都被搅碎而发生了细化，而焊核区晶粒的细化程度更高，但是没发生明显的相变；相对于母材晶粒，热影响区部分晶粒发生了明显长大而且晶粒大小不均。轴肩下压区的硬度高于母材，只有热影响区的硬度比母材稍低，且搅拌针后退侧硬度高于前进侧。针对TA2在海水系管道中的应用环境，在流体环境下对焊接接头各区域的摩擦性能进行了研究，结果表明焊缝处各区域的摩擦性能差别不大，与母材相一致。利用ANSYS有限元分析软件对焊接过程的温度场进行了模拟，获得了预热阶段和焊接过程中的温度分布云图，以及焊缝上表面和下表面的温度分布云图。以最优参数进行焊接，测量焊接过程中的特征点的温度变化。由于在预热阶段和焊接阶段的产热机制不同，实验分别测量了预热阶段搅拌头附近特征点的温度变化，焊接过程中焊缝两侧对称分布的和板材下方对应位置的特征点的温度变化，以及垂直于焊缝方向的特征点的温度变化。所得结果为：在预热阶段，特征点的温度先缓慢上升再迅速上升；焊接过程中搅拌针的前进侧的特征点温度峰值低于其后退侧，但高于对应的板材下方特征点温度峰值；垂直于焊缝的测温点峰值温度延迟出现，且越靠近焊缝中心其温度梯度越大。所测的结果与温度分布云图特点相符合。