本研究提出无钎剂使用下的非真空半固态搅拌钎焊成功实现了2024铝合金与AZ31B镁合金的连接。该技术为铝镁异种金属的连接提供一种新工艺。该技术有如下要点：无钎剂的使用避免了残留钎剂对基体金属的腐蚀；非真空条件避免因建立真空环境而无法连接大型构件；钎料的加入避免了铝镁的直接接触从而减少Al-Mg系金属间化合物（IMCs）的生成；机械搅拌同时增加半固态钎料的流动和基体氧化膜、金属间化合物的破碎。研制了适合2024铝合金和AZ31B镁合金半固态搅拌钎焊的Sn-Zn-Al钎料，并研究了温度和钎料固相率、粘度之间的关系。研究了钎焊温度、搅拌头旋转速度、钻头直径和焊接速度对接头界面微观组织和力学性能的影响。铝合金侧界面剪切强度随着钎焊温度的升高逐渐增大到77.7Mpa，镁合金侧则迅速下降到28.5Mpa。铝合金侧与镁合金侧界面剪切强度随着旋转速度的升高分别增大到76.7Mpa与47.2MPa。铝合金侧界面剪切强度随着搅拌头直径的增大而逐渐上升，镁合金侧界面剪切强度先升高到极大值后迅速降低到最小值。铝合金侧和镁合金侧的界面剪切强度都随着焊接速度的降低而增大到55.5Mpa和41.9Mpa。运用FLUENT流体仿真软件研究了参数与两侧壁面总压力的影响规律。当钎焊温度下降、旋转速度升高、增大搅拌头直径、降低焊接速度都会增加钎料流体对壁面的总压力。结合实际试验过程，确定钎焊温度为300℃，旋转速度为5440rpm，钻头直径1.8mm（钎料厚度2.0mm），焊接速度0.25mm/s为较优焊接参数。设计定点搅拌旋转试验研究了接头形成机理并提出了该过程的物理模型。在搅拌头持续搅拌过程中，铝基体表面氧化膜被逐渐破碎完全，在氧化膜破碎区形成固溶体扩散层并逐渐分布于整个界面。镁基体侧生成的连续IMCs层被逐渐破碎剥离形成小直径的块状IMCs并弥散分布与钎料中。