搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW),是一项环保的焊接技术,焊接过程中不需要保护气,价格低廉而且焊接成型好。焊接过程中的温度场会影响焊接接头的组织结构、应力应变分布等,从而影响焊接接头的质量。然而,搅拌摩擦焊是一个多物理场耦合的复杂过程,常规实验测温方法需要耗费大量人力物力,且难以对焊接过程中的温度场进行全面的了解。为了了解搅拌摩擦焊接过程中的温度场分布情况,本文采用有限元模拟与实验验证相结合的方法,对6061-T6铝合金在焊接过程中的温度场进行了研究。对不同工况下焊接试样各测温点的温度变化进行了即时记录,分析了焊接参数对温度变化的影响,以及温度对应力分布的影响。通过分析搅拌摩擦焊的物理过程,用ANSYS有限元软件模拟了焊接过程,分析了焊接过程中的温度场及应力场,研究内容与结果如下:(1)对不同焊接参数下的焊接过程进行了模拟,结果显示:不同焊接参数下,温度场分布区域变化情况一致,高温区域成椭圆形,随着焊接进行向焊接前进方向移动;转速越高,焊接速度越慢,峰值温度越高,高温区范围越大。(2)在焊接参数400～1200rpm,100mm/min下,焊接应力随转速增大而增大,应力峰值出现在轴肩两侧边缘,分布不对称,温度高的地方应力大。板材z轴方向分应力范围在-100MPa～60MPa。焊缝中心线附近区域的纵向应力是拉应力,向母材边缘逐转化为压应力。(3)随着焊接进行,应变分布逐渐呈现马鞍面形状。轴肩下部板材向下凹陷,轴肩边缘板材向上突起。(4)对焊接接头进行显微观察及电化学测试:焊核区在热和搅拌的共同作用下,形成细小的等轴晶,耐蚀性能最好;热机影响区受到不充分搅拌,晶粒发生弯曲变形;热影响区在热影响作用下,晶粒出现粗化现象。(5)测温实验结果表明:转速越高,焊接速度越慢,距焊缝中心越近,离焊接起点越远,峰值温度越高;前进侧、后退侧温度变化曲线基本重合,只在峰值温度处略有不同。模拟结果与实验结果吻合较好。