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本文主要对LD10铝合金摩擦塞焊及焊后摩擦塞焊补焊工艺进行研究，采用扫描电镜、X射线衍射、显微硬度、拉伸性能测试等手段分析了摩擦塞焊焊缝组织和性能的变化规律；初步分析了摩擦塞焊主要焊接缺陷类型及形成原因；优化了LD10铝合金摩擦塞焊工艺参数；验证了采用摩擦塞焊工艺进行LD10铝合金熔焊或搅拌摩擦焊焊缝补焊的可行性。采用LD10铝合金平板和铝合金塞棒进行摩擦塞焊试验研究，取摩擦塞焊接头塞棒与板材的配合角度、二级焊接时间、二级焊接速度以及摩擦压力等4个参数进行了摩擦塞焊正交试验。结果表明：在其它参数选定时，棒/板配合角度55/50、二级焊接速度130mm/min、二级焊接时间1s、摩擦/顶锻压力39/40kN为较佳的焊接参数。采用较佳的焊接参数，对3mm和4mm LD10板材进行摩擦塞焊，可以获得高质量的摩擦塞焊焊缝，接头强度可以达到母材强度的80%，能满足产品Ⅰ级焊缝强度的要求。通过采用金相检查、X射线衍射、扫描电镜等分析手段发现，LD10铝合金拉锻式摩擦塞焊典型缺陷有：塞棒顶部结合面未焊合、塞棒底部结合面未焊合、塞棒中部结合面未焊合等，对缺陷形成原因进行初步分析，同时提出了减少上述缺陷的措施。对3mm和4mm厚度的LD10铝合金母材进行变极性TIG焊接和搅拌摩擦焊，然后分别对熔焊和搅拌摩擦焊焊缝进行摩擦塞补焊，塞补焊采用优化的工艺参数。结果表明：按照上述工艺进行焊接，塞焊接头金相组织过渡平滑，焊缝区晶粒细小，显微硬度与搅拌摩擦焊缝基本相当，接口断裂形式为塑性断裂，塞焊接头强度达到搅拌摩擦焊缝强度水平，可以满足熔焊和搅拌摩擦焊接头的补焊要求。