铝基复合材料具有低密度、高刚度、高硬度、低热膨胀系数、良好的耐磨性能和导热性能等优点,在航空航天、核电及汽车制造领域具有非常广的应用前景。然而,在实际结构件的制造过程中采用传统的熔化焊方法连接铝基复合材料时,通常会产生焊接气孔及颗粒偏聚等缺陷,同时还可能会生成Al4C3等脆性相,严重危害了接头的力学性能。搅拌摩擦焊接（Friction stir welding,FSW）是一种新型固态焊接技术,可有效避免熔化焊产生的缺陷,是铝基复合材料理想的焊接工艺。但是铝基复合材料中的增强颗粒使FSW过程中的焊接工具发生严重磨损,同时表现出较差的塑性,从而使焊接参数限制在很窄的范围内。本研究选取高强度且加工性好的SiCp/6092Al复合材料作为研究对象,系统研究焊接参数对接头微观组织和力学性能的影响,揭示影响接头力学性能和高周疲劳性能的关键因素。此外,本文对SiCp/6092Al复合材料与商用6061铝合金的异种材料FSW进行了深入研究,考察了搅拌针向铝合金侧的偏置量对工具磨损的影响以及焊接参数对异种材料FSW接头组织和力学性能的影响。本文主要开展的工作和取得的研究结果如下。采用耐磨性好的金属陶瓷焊接工具在不同焊速下对T6态17vol.%SiCp/6092Al板材进行FSW,研究了焊速对FSW接头微观组织及力学性能的影响。结果表明,当转速为1000 r/min 时,焊速从 50 mm/min 增加到 800 mm/min,SiCp/6092Al 复合材料 FSW 接头均无明显焊接缺陷。当焊速继续增加至1200 mm/min时,在焊核区的前进侧底部产生了微小隧道型缺陷。随着焊速的增加,FSW接头的硬度和强度逐渐增加。其中,800 mm/min焊速下获得了最高的接头抗拉强度（355 MPa）,接头强度系数为72.4%。当转速增加至2000 r/min时,可获得2000 mm/min焊速的无缺陷FSW接头,在此高焊速下接头最低硬度区经历了很短时间的热循环,显著抑制了β"相的粗化,接头的接头强度系数可达到 75.3%。采用钢制焊接工具对T6态17vol.%SiCp/6092Al复合材料和6061-T6铝合金进行异种材料FSW,研究了工具偏置量对工具磨损的影响和焊接参数对异种材料FSW接头的组织及力学性能的影响。研究表明,当焊接工具向6061铝合金侧偏置,可以有效减小工具磨损。当搅拌针完全偏置在6061铝合金侧,其磨损量很小,从宏观上几乎观察不到任何磨损;偏置量的改变对焊核区尺寸、接头的力学性能影响不大。随着转速的增加,两种材料的混合效果越好。当转速为1200 r/min时,在焊核区与前进侧的热机影响区之间产生了铝合金条带,显著弱化了局部界面结合。随着焊速的增加,两种材料的混合效果变差,但并不影响界面结合,且接头的硬度和拉伸强度逐渐增加。当转速为800 r/min及焊速为800 mm/min时,接头的抗拉强度达到最高值（233 MPa）,为6061铝合金母材的 79.8%。选取不同参数下的SiCp/6092Al复合材料FSW接头及与6061铝合金的异种材料FSW接头,研究了焊接参数对FSW接头的高周疲劳性能的影响,揭示对接头高周疲劳性能影响的关键因素。结果表明,对于SiCp/6092Al复合材料的FSW接头,虽然焊速增加显著提高了 FSW接头的硬度和拉伸强度,却并不能提高未打磨表面的接头的疲劳极限,三维表面形貌分析结果显示表面粗糙度较大是造成高焊速接头疲劳极限较低的原因。经过打磨抛光后的接头光滑表面试样与未打磨试样相比疲劳极限提高了 40～65 MPa,且高焊速下的光滑试样表现出更高的疲劳极限（205 MPa）,光滑表面接头在疲劳测试时均在最低硬度区及其附近区域发生断裂。对于SiCp/6092Al复合材料和6061铝合金的异种材料FSW接头,当转速为800 r/min及焊速为800 mm/min时,接头由于涡旋区的界面弱结合导致了较低和较离散的疲劳寿命。当转速增加至1200 r/min时,界面弱结合情况得到明显改善,获得了较稳定的疲劳性能,且高焊速（800 mm/min）的疲劳极限比低焊速（100 mm/min）的疲劳极限高出约10 MPa。对SiCp/6092Al复合材料进行了搅拌摩擦搭接焊,研究了工具尺寸、搅拌针长度、焊接参数对接头的钩状（“Hook”）缺陷及力学性能的影响。结果表明,使用不同工具尺寸和不同的针长,接头在拉剪测试时均沿着“Hook”缺陷断裂。当使用小尺寸工具配上最短针长时,会产生最小的“Hook”缺陷,从而获得较高的接头拉剪载荷。随着转速的增加,“Hook”缺陷越大,且接头的拉剪载荷越小。随着焊速的增加,“Hook”缺陷明显减小,且接头的拉剪载荷显著提高。当焊速增加至1000 mm/min时,几乎实现了零“Hook”缺陷,接头表现出较高的拉剪载荷（7.79 kN）,且断裂方式由沿着“Hook”缺陷断裂变为沿着原始搭接界面断裂。