随着经济全球化战略稳步实施,轨道交通运输行业蓬勃发展。铝合金材料性能优异,优势突出,越来越多地被应用在轨道车辆车体及其他重要部件生产制造中。利用摩擦搅拌焊（FSW）焊接工艺设计研发具有功能完善、修复性能稳定、绿色环保等优点的轨道车辆高效制造设备、维护设备和修复方法,从而降低运输成本,增大运输效益,对于更好地完成城市与城市间、国家与国家间的密切交流合作起到重要作用。因此,研究轨道车辆铝合金车体FSW焊接过程中主要焊接参数对焊接接头温度场分布影响,具有重要的研究意义和工程应用价值。本文针对FSW焊接铝合金车体生产与维护的需要,搭建了刚性、非刚性两种支撑条件FSW焊接实验平台,对设备主要系统单元进行整合装配,满足焊接实验平台的实验要求,为FSW焊接实验研究提供平台支持。本文利用ABAQUS有限元仿真分析软件建立了符合刚性、非刚性支撑工况FSW焊接模型,获得了两种工况主要焊接参数对焊接过程温度场分布影响情况。有限元计算分析得出在刚性、非刚性支撑焊接工况下,焊接进给阶段,主轴转速、焊接速度参数对焊接热输入影响较大。刚性支撑焊接工况下,调节焊接参数为:主轴转速1600 r/min、焊接速度160 mm/min、轴肩下压量0.07 mm,可得到较高焊接温度值;非刚性支撑焊接工况,调节焊接参数为:主轴转速1400r/min～1600 r/min、焊接速度150 mm/min、主轴压力3.75 k N,可得到较高焊接温度值。利用刚性、非刚性支撑焊接实验平台完成不同工况焊接实验,得到了实际焊接温度场变化情况,揭示了实际焊接温度与仿真预测温度的基本一致性,通过焊接区域温度场监测、表面质量评估、机械拉伸实验等研究手段综合评估实际焊接最优参数,并同仿真结果进行比较,验证了仿真预测结果的准确性,最优焊接参数下焊缝抗拉强度达到母材强度的65%～77%。本文通过仿真分析与实验研究相结合,对铝合金车体FSW刚性和非刚性焊接过程温度场进行研究,得到了各焊接参数对焊接温度的影响规律,具有一定的工程参考价值。