镁合金和铝合金都具有密度低、比强度高的特点，为工程中常用的轻合金材料，广泛应用于航空、航天和汽车制造等领域。为扩展镁合金和铝合金的使用空间，实现两材料的连接正在成为研究热点。由于镁合金和铝合金焊接过程中极易形成金属间化合物，以及常出现裂纹、气孔等缺陷，使用传统的熔焊方法难以获得性能良好的接头，而固相连接方法可避免上述缺陷的产生。本文采用搅拌摩擦焊方法对镁合金AZ31和铝合金5083异种金属进行了搭接焊试验研究。在此基础上，研究了AZ31/5083异种金属搭接接头力学性能、界面过渡区的微观组织及元素分布，利用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对接头断口进行了分析，并通过对界面过渡区的温度场模拟与实测，确定了不同旋转速度下的温度场分布，探讨了AZ31与5083之间搅拌摩擦搭接焊的连接机理。采用合适的工艺参数实现了5083/AZ31异种金属良好的搅拌摩擦焊搭接接头，得到的接头不含有飞边、沟槽、弱连接、孔洞和隧道等缺陷。当使用搅拌针长度为2.8mm的搅拌头，旋转速度1350r/min，焊接速度50mm/min时，搭接接头的最大剪切强度可达81.6MPa，接近镁合金母材强度的40%。对搭接接头进行硬度测量，发现横向显微硬度近似呈“W”型分布，而纵向硬度分布在界面过渡区出现了最高值。不论热输入的大小，接头断裂形式大多呈脆性断裂。在旋转速度1350r/min,焊接速度50mm/min时，接头界面区域结合紧密，没有出现微裂纹等缺陷，在镁合金和铝合金界面处形成了一个不同于两侧母材的过渡层，两板之间通过该过渡层形成了连接。过渡层主要由固溶体和金属间化合物组成，但金属间化合物分布相对分散，没有呈连续层状分布，而且厚度较薄，对接头的力学性能没有较大影响。采用ABAQUS有限元软件模拟了铝合金5083和AZ31镁合金异种金属搅拌摩擦焊的温度场，建立了复合热源模型。利用红外测温仪及热电偶对铝合金表面及铝合金/镁合金的界面温度进行了实际测量，并将测量的温度与数值模拟结果进行了比较，两者基本吻合。从热输入的角度出发，分析了在不同热输入条件下界面的连接机理，且进一步探讨了界面过渡区金属间化合物的形成。当旋转速度850⁹50r/min时，连接界面温度低于共晶温度，仅仅有Mg、Al原子发生互扩散形成固溶体，未发现金属间化合物。当旋转速度为1050¹350r/min时，连接界面的局部温度达到了共晶温度437℃，冷却后连接界面局部区域，形成了断续分布的金属间化合物Al₁₂Mg17以及少量的Al₃Mg2。当旋转速度达到1450r/min及以上时，镁合金、铝合金的整个连接界面都发生了熔融现象，冷却后在界面上形成连续分布的金属间化合物层，并在连接界面末端发现了不利的Al₁₂Mg₁₇小熔珠凝固体。