铝锂合金是一种低密度、高性能的新型结构材料,随着航空航天工业的迅猛发展,铝锂合金也得到了日益广泛的应用。用铝锂合金取代常规的铝合金可使结构质量减轻10%～15%,刚度提高15%-20%。随着铝锂合金在航空航天业中的广泛应用,其焊接性的研究日益受到了重视。采用焊接接头代替铆接和机械连接结构,可以进一步减重和降低成本。搅拌摩擦焊(简称FSW)是一种新型的固相连接工艺,通过高速旋转的搅拌头旋转进入焊件形成焊缝,实现固相连接,能有效实现铝锂合金的焊接。针对2系铝锂合金,本研究通过优化摩擦焊搅拌头参数以及焊接工艺参数,获得了无内部缺陷、焊合质量优异的搅拌摩擦焊焊接接头。采用宏观变形量测试、显微硬度测试和室温拉伸力学性能试验对搅拌摩擦焊接头的性能进行了综合的评价,同时通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等组织分析手段对接头的微观组织进行了细致的表征,得到主要结论如下：(1)针对1.5mm厚的2系铝锂合金,本研究通过优化搅拌头及焊接工艺参数获得了无内部缺陷的搅拌摩擦焊焊接接头,较优的工艺参数为轴肩直径为10mm的双圆环搅拌头,旋转速率800rpm,焊接速度200mm/min。并得出性能较好的焊接工艺窗口。(2)在最优的工艺参数条件下获得的接头力学性能为：屈服强度Rp0.2=324MPa,抗拉强度Rm=439MPa,延伸率δ%=9.04%,接头强度系数达到85.7%。拉伸试样断裂的位置是焊核区,断口呈现韧脆性混合方式。(3)不同工艺参数条件下,搅拌摩擦焊接头焊缝区域的显微硬度分布趋势相近,其变化趋势大致呈现“U”形方式。基材(BM)区域显微硬度值最大,硬度值在170HV左右,焊核区(NZ)或焊核区和热机影响区(TMAZ)的边界处硬度值最小,硬度值在110HV左右,热影响区(HAZ)硬度值低于基材但高于焊核区。(4)母材区为薄片状晶粒,沿轧制方向拉长。焊核区呈不对称的“碗”状,具有显示材料流动形态的“洋葱环”状塑性流线。焊核区的显微组织是细小等轴的再结晶晶粒,热机影响区的晶粒组织与基材的晶粒组织不同,晶粒发生了较大变形并被拉长。热影响区晶粒有所粗化,变形较小。(5)基材内的沉淀相包括T1相(Al2CuLi)、θ’相(Al2Cu)和S’相等,起到了第二相强化作用,所以基材的强度、硬度等力学性能都较好。焊核区的T1相和θ’相等强化相由于搅拌和高温的作用发生了溶解;热机影响区内θ’相和S’相溶解,T1尺寸变大导致了硬度值的下降；热影响区内T1相和少量的θ’相保留,硬度的下降是由于主要强化相T1的尺寸变化和大量θ’溶解所致。