钢铁材料因其资源丰富、质量稳定、综合力学性能良好,是目前人类社会中应用得最多、最广泛的工程材料。随着现代科学技术的发展,钢铁焊接技术也在不断改善和提高。现存的基于热作用的熔化焊接方法已不能完全满足现代产品的要求,因此,选择更为合适的焊接方法至关重要。搅拌摩擦焊是1991年英国焊接研究所发明的一种固相连接新技术,被称为“继激光焊后的一场焊接革命”,是一种公认的最具潜力和应用前景的先进连接方法。在航空航天、船舶、核工业、交通运输等工业制造领域具有广阔的应用前景。相对铝、铜等软金属而言,钢的搅拌摩擦焊研究相对滞后。为了更好的解决钢的搅拌摩擦焊接问题,本文提出了火焰加热辅助搅拌摩擦焊的方法。首先,建立了火焰辅助加热的搅拌摩擦焊热源模型。火焰热源数学模型介绍了射流冲击换热的热源模型和高斯分布的热流密度热源模型；搅拌头热源则通过微积分的方法,建立了搅拌头轴肩摩擦生热热源模型和搅拌针剪切生热热源模型。其次,在上述热源模型的基础上,利用ANSYS有限元仿真软件,分析了辅助加热搅拌摩擦焊过程中火焰参数、预热时间、搅拌头停留时间、焊接速度、搅拌头转速、下压力等工艺参数对温度场的影响。根据不同工艺参数对温度场的影响,选出合适的工艺参数值,然后分析了组合工艺参数下的焊接温度场,依此为后续的实验工作提供理论依据和指导。最后,根据有限元分析结果,进行了Q235钢的搅拌摩擦焊接实验。通过观察不同材料的搅拌头焊接后的焊缝形貌和搅拌头状态,选择了制造搅拌头的材料。然后分析了对接焊时搅拌摩擦焊热影响区、热机影响区和搅拌区的显微结构,以及焊缝的硬度和拉伸力学性能。