2195铝锂合金是航空航天领域重要的大型结构件材料,特别是用于低温燃料贮箱。大型结构件不可避免地需要进行材料连接,搅拌摩擦焊接作为一种新型且高效的固态连接方法,是焊接铝合金的最优方式。本研究采用2 mm厚2195-T8铝锂合金薄板作为研究对象,对原始对焊表面进行不同的焊前预处理:1)不经过对焊表面处理;2)去除对焊表面氧化层;3)直接对板材中间进行搅拌摩擦加工处理。固定转速为1000 r/min,走速变化范围从100 mm/min到400 mm/min,对板材进行搅拌摩擦焊接。通过硬度测试和力学性能测试获得接头的性能,利用金相显微镜对焊后组织和断裂位置进行观察,利用扫描电镜对组织微观形貌和断口表面形貌进行研究。对比不同的表面预处理方式,研究原始界面残留是否会对力学性能造成影响;研究走速的变化对组织演化和原始界面残留的影响,以及组织演化和原始界面残留对力学性能和断裂行为的影响,总结分析走速和原始界面残留对性能的影响机理。同时,通过对比母材和接头在室温和低温下的力学性能,研究低温下接头性能的变化。获得以下结果:在对焊条件下,搅拌区内存在由氧化物颗粒和微裂纹组成的“Z”形结构,是由原始对焊表面残留(joint line remnant,JLR)所致。随走速升高,JLR由平滑的线条演变成锯齿形结构。经过焊前表面预处理的接头依然存在JLR,但相对难以观察。对于可热处理的2195-T8铝合金,在高走速(≥200 mm/min)下,JLR会导致接头沿其发生过早断裂,对接头力学性能产生不利的影响。走速的升高不仅会导致热输入减少,提高低硬度区强度,而且会使JLR形貌更加锯齿化,JLR处残留的氧化物颗粒和微裂纹增多,导致JLR处连接强度降低。焊前表面预处理有利于改善JLR处连接强度。JLR处连接强度和低硬度区强度的相对强弱决定了2195-T8搅拌摩擦焊接的断裂位置。从室温到低温,焊接区域的增强程度高于母材,因此接头在低温下的抗拉强度增幅高于母材,即接头的低温焊接效率基本高于室温焊接效率。