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搅拌摩擦焊技术是最具有潜力的固相焊接方法之一。近些年来,搅拌摩擦焊技术发展迅速,在航空、船舶、核工业和机车等很多领域获得了广泛运用。论文针对某高速列车用3mm的5052和4mm的6061铝合金薄板进行了搅拌摩擦焊接研究。首先,选定了0.3 mm的压入量,采用多组焊接工艺参数进行搅拌摩擦焊接。针对所有的FSW接头做了常规力学性能试验,并观察了微观组织。结果表明,针对3mm的5052铝合金薄板,当搅拌头转速为R=1000r/min.焊接速度为v=100mm/min时接头综合性能较佳；4mm的6061铝合金薄板在搅拌头转速R=800r/min、焊接速度为v=120mm/min时接头性能较佳；最高抗拉强度均能达到母材强度的约90%；焊缝区硬度均低于母材,热机影响区硬度最低。同时,选择两种铝合金材料的接头各五组测试其残余应力,分析搅拌摩擦焊工艺参数对接头残余应力分布的影响。搅拌摩擦焊焊接接头残余应力并非对称分布,焊缝区前进侧残余应力值要比后退侧残余应力值高；FSW接头的纵向残余应力值比横向残余应力值大得多；搅拌头转速越快,残余应力越大；随着焊接速度增大,残余应力水平变高。针对4mm的6061铝合金搅拌摩擦建立了一个合理的热输入模型,运用ANSYS Workbench仿真平台进行有限元分析,计算搅拌摩擦焊接的温度场及应力场分布。分析不同焊接速度和搅拌头旋转速度对温度场及应力场分布的影响,计算结果与试验结果基本一致。结果表明,轴肩影响区的最高温度约320℃,与实测结果相符,验证了该热源模型时合理的；焊缝区最高温度约550℃；铝合金薄板在厚度方向上的温度差异不明显；残余应力最大值出现在焊缝中心,计算的应力值比实测值稍低,该焊接模型仍需进一步优化。