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铝/钢复合结构在结构轻量化方面具有良好的应用前景,但由于铝、钢热物理性能差异较大且铁在铝中的固溶度极低,导致铝/钢异质结构的焊接已成为焊接领域研究的难点与热点。旋转摩擦焊作为固相焊接方法,其具有焊接质量好、焊接效率高的突出优势,特别适合二者回转体结构的焊接制造。然而,由于旋转摩擦焊独特的回转运动形式导致径向产热的不均匀性,进而引起接头中微观组织与力学性能沿径向分布的不均匀性,成为制约其在关键领域应用的瓶颈之一。因此,系统研究并优化两者旋转摩擦焊接头的微观组织与力学性能对于确保铝/钢异质结构的工程化应用具有重要意义。本文以5052铝合金（AA5052）与304不锈钢（304SS）为研究对象,采用旋转摩擦焊作为技术手段,实现了铝/钢高质量连接。系统研究了焊接工艺（摩擦压力、摩擦缩短量、顶锻压力）与热处理工艺（热处理温度、热处理时间）对接头微观组织与性能的影响,获得优质接头。此外,去除接头边缘处潜在的缺陷,采用减小拉伸试样直径的方法将接头分为4个区域（中心、R/4、R/2、3R/4）,进一步研究接头微观组织与机械性能的不均匀性。主要研究结果如下:在摩擦压力90 MPa,摩擦缩短量1 mm,顶锻压力250 MPa的工艺条件下,AA5052/304SS旋转摩擦焊整体接头的极限抗拉强度为153 MPa,其延伸率为6.06%。经拉伸测试,接头在界面处断裂,呈现出典型的脆性断裂特征。在拉伸测试过程中,裂纹主要沿3种不同的路径扩展:（i）在中心与R/4处沿IMCs/AA5052界面处扩展,（ii）在R/2与部分3R/4处沿IMCs与IMCs/AA5052界面交替扩展,（iii）在部分3R/4与边缘处沿IMCs/304不锈钢界面扩展。经250℃/20 min焊后热处理,接头中残余应力与储存能得以释放,接头的极限抗拉强度与延伸率分别提高至161 MPa与7.69%。热处理温度高于350℃时,界面处金属间化合物随热处理时间的增加而增厚,接头拉伸性能降低。经接头微观组织与力学性能不均匀性分析,中心处几乎无金属间化合物的产生,在R/4、R/2与3R/4处,金属间化合物呈连续分布且较厚。接头的极限抗拉强度与延伸率随拉伸试样尺寸的减小先降低后升高。焊态下,拉伸试样尺寸减小至?2.875 mm（D/8）时,接头的极限抗拉强度达到AA5052的99.51%,在AA5052侧HAZ处断裂。接头在中心处的极限抗拉强度明显高于R/4、R/2与3R/4处,而在R/4处,接头的极限抗拉强度最低。经250℃/20 min焊后热处理,接头在R/4处的极限抗拉强度明显升高,其各个区域极限抗拉强度的差异降低,更适于工程化应用。经450℃焊后热处理,接头中金属间化合物随热处理时间的增加而增厚。但是,接头中金属间化合物层、Fe2Al5相、Fe4Al13相的生长偏离抛物线定律,其原因归结于:（i）焊态下,接头AA5052侧近界面处存在较多的位错、晶界与较高的储存能;（ii）Fe4Al13线性生长;（iii）304SS中Cr元素的作用。