SiCp/Al复合材料是由增强相SiC和铝合金基体组成的颗粒增强铝基复合材料,它具有优良的综合力学性能,由于增强相SiC颗粒的存在使其连接性很差,使用传统的熔化焊难以得到优良的连接接头。为探索新型连接技术——搅拌摩擦连接应用于SiCp/Al复合材料的可行性,本文开展了SiCp/Al复合材料搅拌摩擦连接流场仿真、接头性能及搅拌头磨损等研究,具体内容及取得的成果如下:(1)为给搅拌头设计提供指导,开展了SiCp/Al复合材料搅拌摩擦连接过程接头材料的流场仿真,基于计算流体动力学原理建立了搅拌摩擦连接过程热流耦合模型,使用FLUENT软件进行连接过程的三维流场仿真,并分析了不同形貌搅拌头接头材料的流动性,结果表明:具有内凹圆环轴肩和螺纹搅拌针形貌的搅拌头使接头材料具有更好的流动性能。(2)根据流场仿真的结果,设计并制作了相应的搅拌头,研究了不同工艺参数对接头性能的影响。首先进行预试验确定出合理的工艺参数范围,随后进行不同工艺参数的正交实验,并对连接接头进行了宏观和微观分析。结果表明:经过搅拌后母材中的SiC颗粒发生了破碎,SiC颗粒更加细小,更加分散于接头中,接头抗拉强度与母材基本相同,接头处显微硬度曲线呈现“倒V”形状,SZ区显微硬度值最高。(3)为改善接头力学性能,开展了搅拌摩擦连接接头的后处理研究。对连接接头进行了四种方式的后续热处理,研究了不同热处理工艺对接头力学性能的影响。结果表明:热处理后的接头强度均得到了提高,4种热处理对接头抗拉强度的提高从32%到51%不等,但接头延伸率降低明显。(4)为研究搅拌头的磨损规律,开展了搅拌头磨损的试验研究。通过测量每次连接前后搅拌头的重量来进行磨损的评估,研究了不同工艺参数对搅拌头磨损的影响。对搅拌头不同时期的磨损原因进行了分析,并对搅拌头进行了“急停实验”,通过分析搅拌头和材料在连接过程中的瞬时相互作用,发现搅拌头与母材之间存在着扩散磨损。