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超高强Al-Zn-Mg-Cu系铝合金比强度高,广泛用作航空航天领域的结构材料,但这些合金的焊接性能很差,难以使用传统的熔焊方法进行连接。搅拌摩擦焊接具有一系列优点,应用于超高强铝合金的高效连接具有巨大的潜力。本文通过硬度测试、室温拉伸、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段研究了搅拌头旋转速度、焊接速度、冷却方式以及焊后时效处理对7A55铝合金焊接头微观组织和力学性能的影响规律,探讨了影响机理,得出以下结论：(1)工艺参数为600rpm/150mm/min、1200rpm/100mm/min及1200rpm/150mm/min时,焊接头拉伸性能最好,拉伸强度最高可达466MPa,焊接系数为0.74,伸长率为5.2%。焊接头的硬度曲线均呈“W”型,硬度最低值在热机影响区附近。随旋转速度和焊接速度的增加,焊核区的硬度呈上升趋势,1850rpm/150mm/min焊接时有最高值,在173HV左右。(2)焊核区均为细小等轴的再结晶晶粒,其尺寸基本不受焊接速度的影响,但随旋转速度的增加而呈上升趋势,从600rpm的约1μm增加至1850rpm的约4μm；焊核区还有大量无强化作用的η相,尺寸大都在100-250nm,因此硬度低于母材。热影响区基体内的η’强化相发生粗化,其尺寸随旋转速度的升高而增加,因此硬度降低。(3)水冷焊接头硬度曲线呈“U”型,而空冷焊接头的呈“W”型。水冷焊接头拉伸性能较空冷焊接头更好,自然时效10天后,拉伸强度分别为457MPa和417MPa,伸长率分别为4%和3.4%。水冷时焊核区再结晶晶粒尺寸小于1μm,而空冷时约2gm；基体中大部分η’相长大转变成η相,数量明显多于空冷时的,这减少了基体中溶质元素数量,削弱了后续时效硬化能力。水冷焊接头焊核区与热影响区之间的过渡区变窄,热影响区η’相基本没变化。(4)空冷焊接头经自然和人工时效后硬度显著上升,焊核区硬度自然时效80天后上升了10HV,人工时效后硬度上升了20HV；而水冷焊接头的硬度几乎没有变化。自然时效60天+120℃/12h人工时效后,空冷焊接头和空冷焊接头的拉伸性能相当,拉伸强度分别为434Mpa和431MPa,伸长率分别为3.1%和2.4%。