铝合金是汽车实现轻量化的理想材料,在汽车工业中的应用越来越多,而传统焊接方式因存在缺陷难以适应铝合金等新型材料的连接需求。搅拌摩擦点焊以其固相焊接的优势成为铝合金及异种材料焊接的首选技术,但因为搅拌针的存在而不能焊接1.5 mm以下薄板,而无针搅拌摩擦点焊在薄板焊接上有着很大的优势,但点焊接头会产生应力集中。因此本文以铝合金6061-T6薄板和胶粘剂Aralidte 2015为实验材料,在无针搅拌摩擦点焊的基础上加入胶接,提出无针搅拌摩擦点焊-胶接混合连接工艺,这种工艺可以克服这两种接头的缺点,充分利用两者的优点,形成应力分布均匀,力学性能优良的混合接头。现阶段对该混合连接工艺以及其混合接头的力学性能的研究较少,因此本文对该混合连接工艺和其混合接头的力学性能和断裂过程进行了深入研究。具体研究内容如下:首先对铝合金6061-T6薄板进行了力学性能测试,采用DIC系统测量位移,通过准静态拉伸实验获得的相关参数得到在参考应变率和参考温度下的Johnson-Cook本构方程以及材料性能参数,为后续的混合接头拉剪仿真中的材料属性提供建模数据。然后通过正交实验对无针搅拌摩擦点焊的工艺参数范围进行了确定,选定工艺参数为搅拌头转速2500 r/min、下压量0.5 mm、停留时间6 s,并以此参数作为后续所有焊接实验的工艺参数。然后对无针搅拌摩擦点焊焊接过程进行了数值模拟,基于Abaqus平台采用ALE热力耦合法模拟焊接的真实过程,得到焊接过程的温度场,与实验结果对比证明了模拟的有效性。通过数值模拟得到的焊接温度场,可看出焊点成型良好,整个搭接区域在焊接时都会处于较长时间的高温状态,由此可推测出整个搭接区域的胶层都会在焊接热下大量蒸发并失效,透胶胶焊工艺的混合接头力学性能将会低于毛细作用胶焊混合接头。进一步,开展对不同工艺顺序的混合连接接头的力学性能的对比研究。通过制备先点焊后注胶的毛细作用胶焊法接头以及先涂胶后点焊的透胶胶焊法接头以及对其拉剪力学性能的测试,确定了最优工艺顺序,并对不同工艺顺序混合接头断口的宏观和微观形貌进行了研究,发现透胶胶焊法混合接头断口处有大量胶粘剂化合物和碳化物,影响了金属间的冶金结合,且胶层大量蒸发失效导致此工艺的混合接头力学性能相比点焊接头反而下降。而毛细作用胶焊法混合接头胶接与点焊有效复合,断口处有明显的韧窝,既有塑性断裂又有脆性断裂,进一步解释了毛细作用胶焊法混合接头力学性能的优越性。最后,基于多角度拉伸试验和拉剪试验分别建立了点焊接头和混合接头的拉剪过程内聚力有限元模型,对采用不同焊点排布方式以及使用不同种类胶粘剂的混合接头的力学性能和拉剪断裂过程进行了对比分析,结果表明:1)焊点斜联的混合接头的拉剪载荷最大值最大,串联其次,并联最低,但彼此差距不大,说明焊点排布方式对混合接头的拉剪载荷没有明显影响。2)混合接头主要承受载荷的是胶层,焊点的存在会阻碍裂纹在胶层中的扩展,焊点的排布方式会影响混合接头的开裂行为。串联排布的双焊点会阻碍胶层裂纹向接头内部扩展,而焊点并联排列或斜联排列却不会产生这种现象。3)使用柔性胶2015混合接头的所能承受的最大拉剪载荷高于脆性胶AV138混合接头,且柔性胶2015混合接头抵抗变形的能力更强,受到破坏时能吸收更多的能量。