随着航空航天工业的飞速发展,兼具轻量和良好韧塑性两大优点的高强铝合金的应用范围越来越广,然而高强铝合金的熔化焊技术存在过多的气孔、裂纹等焊接缺陷,工业应用潜力很低。英国焊接研究所(TWI)发明的搅拌摩擦焊(FSW)这种连接工艺可以很好地解决气孔、裂纹等焊接缺陷的问题。本文所用试验设备为天津大学自主开发研制的TJU-HJ-I型超声波疲劳试验系统,以此来研究7050铝合金母材和FSW焊接接头在超高周区间内的疲劳性能。实验结果表明:母材试件和焊缝试件在107周次之后均会发生疲劳断裂,不存在“疲劳极限”或者“阶梯”,S-N曲线为一条连续下降的直线,焊接接头的疲劳性能相比母材略低。对比大尺寸和小尺寸的焊接接头疲劳试验结果,大尺寸试件的疲劳性能略低于小尺寸试件,说明疲劳试验存在尺度效应。观察疲劳断口发现:母材断口几乎在同一平面内,而焊缝断口较粗糙,大多数试件可以清晰的区分疲劳裂纹扩展区、瞬断区,疲劳辉纹特征明显。母材试件全部起裂于试件表面处,焊缝试件起裂于表面或者次表面缺陷处,没有材料超高周疲劳断口中典型的“鱼眼”特征。通过焊缝等应力试验可以发现,疲劳寿命与断口的疲劳裂纹扩展区的面积呈正相关。分析FSW焊接接头四个主要区域的组织特征和硬度。统计焊缝试件断裂位置可知,疲劳断裂大多发生于软化现象最严重的热影响区,少数断裂于焊核区的试件内部均存在较大的焊接缺陷。FSW焊接缺陷中,未焊合这种面型缺陷会产生极大的应力集中,存在未焊合缺陷的试件疲劳性能很差,夹杂物也会引起应力集中导致疲劳性能下降,夹杂物位置越靠近表面,尺寸越大,应力集中程度越大。