搅拌摩擦焊技术以其成本低、接头性能好、绿色环保等优点,被广泛应用于铝、镁合金等低熔点材料的焊接中。随着汽车、军工、航空航天领域对高熔点材料需求的日益增长,学者们开始将该技术推广到高熔点材料连接中。但焊接过程中的数吨位级的焊接力加剧了磨损,缩短了搅拌头的可用寿命;同时较大的流变应力限制了高熔点材料的良好成形,影响了接头质量。为此,本文针对高熔点材料Q235B低碳钢开展辅助热源下的焊接工艺试验与数值模拟研究。（1）首先,根据高熔点材料Q235B特点,设计并制定了常规焊接工艺下的试验方案。接着,根据焊接过程中搅拌头与工件间的挤压与摩擦状态,以及竖直方向高熔点材料焊接区域温度梯度分布,分析了考虑材料屈服强度温变效应的搅拌头面力,据此构建了基于微元积分的搅拌头受力模型,并用于搅拌头的结构设计与校核。计算结果表明,该模型较忽略温度分布具有更高的焊接力预测精度。最后,开展了Q235B常规焊接工艺试验,即不同主轴转速下接头的形貌、组织及力学性能的测试与比对,以及搅拌头磨损形貌及磨损量的检测与比对试验,初步获得了常规焊接工艺下,采用GU25UF搅拌头焊接高熔点材料Q235B时所表现出的焊接特性以及工艺参数窗口。（2）首先,搭建了背板辅助加热Q235B试件的搅拌摩擦焊接试验设备,并开展了背加热对Q235B试板温度的影响测试,以便使得所搭建装置提供的热输入可控有效。然后,开展了有辅助热源的Q235B试板焊接工艺试验,并通过改变辅助热源输入强度,开展了接头形貌、组织及力学性能的测试与比对比试验。结果表明,Q235B接头材料在搅拌区的组织随辅助热源强度的升高而增大,热影响区组织则相反;随辅助热源强度的升高接头中微孔逐渐消失,一旦晶粒尺寸增大占主导因素时,接头性能又将降低。最后,开展了搅拌头磨损形貌及磨损量的检测与比对试验。结果表明,辅助热源可有效改善搅拌头磨损,但随着辅助热源强度增加,氧化效应逐渐增强,因此,采用辅助热源焊接Q235B时,需要采取气体保护。（3）首先,利用DEFORM数值模拟软件,建立了考虑材料热物性参数温变效应的Q235B辅助热源搅拌摩擦焊有限元模型,以进一步提高数值模拟结果的可靠性。然后,基于有限元模型,开展了搅拌摩擦焊接Q235B的过程中,有无辅助热源下焊接力和焊接温度场的演变过程,并利用流变应力和焊接热之间相互作用机制解释了辅助热源对有效改善焊接力的机理。最后,开展了有无辅助热源下Q235B的接头材料流动数值模拟,并深入分析了辅助热源对材料流动性能和填充空隙能力的影响,并结合晶粒尺度变化从仿真角度有效地揭示了接头性能变化的微观作用机制。同时,分析了数值模拟得到的搅拌头表面与接头材料界面压力分布规律,从而揭示了辅助热源是通过减小界面压力来改善搅拌头磨损的作用机制。