搅拌摩擦焊是一种新型的固态热机耦合连接技术,可广泛用于航空航天、轨道交通车辆、船舶和汽车等先进制造领域。但目前在这些领域应用的搅拌摩擦焊工艺研究主要以经验型为主,且焊接过程中焊缝处温度难以直接测量。文中通过三维有限元方法,对5083铝合金板材的搅拌摩擦焊进行数值模拟,找出工艺参数对焊缝最高温度的影响规律,并通过搅拌摩擦焊试验以及EBSD等微观结构和性能等试验验证,结果显示,采用有限元方法可以很好地对搅拌摩擦焊工艺进行数值模拟分析并预测塑性流动特征,通过模拟可以获得5083铝合金板材较优搅拌摩擦焊工艺参数:搅拌针转速为1 200 r/min,焊接速度为110 mm/min;搅拌摩擦焊后的样品焊缝处微观组织较为致密均匀,焊缝平均抗拉强度可达185.75 MPa。该研究结果可以为新型合金材料的搅拌摩擦焊加工工艺的设计提供理论和试验参考。