为了减重和降低成本,铝/钢复合结构开始广泛应用于汽车车身上,然而铝和钢之间巨大的性能差异导致了这两种金属难以有效连接。搅拌摩擦焊（FSW）是一种新型固相焊接技术,在实现异种金属焊接上具有很大优势。本文对2mm厚的6061铝合金和Q235钢进行搅拌摩擦搭接焊（FSLW）实验,研究了焊接工艺参数对接头的微观组织以及力学性能的影响,并使用数值模拟软件分析了焊接过程中温度分布以及材料流动。在6061铝合金和Q235钢的FSLW中,首先对不同工艺参数下接头的微观组织及力学性能进行研究。由于焊接热输入和搅拌工具的机械作用,在经历了不同的焊接热循环和塑性变形后,接头中的各个区域有着不同的组织特征。在界面处由于原子扩散,生成了金属间化合物Fe Al3,其厚度随着转速的增加或焊接速度的降低而变大。由于搅拌针作用,破碎的钢主要以三种形式存在:界面上搅拌区两侧的“弯钩”状结构、在铝基体中弥散分布的细小钢颗粒和界面处的复合层状结构。接头的力学性能测试表明,铝侧硬度曲线整体上呈“W”形分布,热影响区为接头性能最弱的位置,其硬度值最低。随着转速增加或焊接速度减小,脆性金属间化合物厚度逐渐变大,接头力学性能呈现下降的趋势。最终发现当转速为600rpm,焊接速度为90mm/min时,接头的力学性能最佳,断裂位置位于铝侧搅拌区。通过改变第二道次的方向以及焊接位置得到了四种不同类型的双道次焊接接头,分别以A-A接头、A-R接头、R-A接头和R-R接头命名。在进行第二道次焊接时,由于第一道次的搅拌区再次经历热循环,晶粒长大,小角度晶界比例下降,位错密度降低,使该区域性能下降,这种组织差异导致第二道次的搅拌区硬度明显高于第一道次。两个道次的界面处生成了厚度相近、成分相同的金属间化合物层,其主要相为Fe Al3。剪切拉伸试验表明,当第二道次的焊接位置在第一道次后退侧时,获得的R-A接头和R-R接头性能最好。铝/钢接头共有三种断裂方式:界面断裂、搅拌区内断裂以及热影响区断裂。硬脆金属间化合物的存在使单道焊接头在界面处断裂;A-A接头和A-R接头在第一道次的搅拌区内断裂,由于“弯钩”易于应力集中,萌生裂纹源,且该区域组织发生变化;R-A接头和R-R接头的SZ2更加靠近铝侧夹持端,SZ2仍然保持较高的强度,因此断裂位置位于热影响区,该区域晶粒粗大,属于接头中性能最弱的位置。最后数值模拟结果表明,热输入大部分依靠轴肩摩擦热提供,在温度场中高温集中区域出现在轴肩周围,向四周环形扩散。最高温度达到496℃,约为母材熔点的76%,焊接过程工件不会熔化。焊缝横截面温度和粘度分布呈“碗状”,横截面的温度关于中心线不对称分布,等温线呈现上宽下窄的特征,前进侧温度高于后退侧,在搅拌区周围,搅拌工具前方的温度要小于后方,这可以为获得优质接头提供一定的理论指导。