本文对2.4mm厚的5A06铝合金及3mm厚的AZ31镁合金进行回填式搅拌摩擦点焊（Friction Stir Spot Welding,FSpW）试验,研究不同工艺参数对接头力学性能及显微组织的影响,并建立了铝合金和镁合金回填式FSpW热机耦合模型,进一步分析了回填式FSpW接头温度场、材料流动及材料变形行为。对5A06铝合金设计正交试验,研究了不同工艺参数（旋转速度、扎入时间和回填时间）对接头抗拉剪性能的影响,确定影响因子的主次及最优工艺参数。结果表明,对接头强度影响的主次顺序为回填时间、旋转速度和扎入时间。最优工艺参数是回填时间1 s、转速1500 rpm以及扎入时间2 s,此时的接头抗拉剪载荷为11.863 k N。研究不同工艺参数对AZ31镁合金回填式FSpW接头中Hook缺陷的影响规律。结果表明,焊接时间更长、热输入更高的接头中的Hook高度更低,更多的区域发生了动态再结晶,冶金结合更加充分。建立了简化搭接界面的5A06铝合金回填式FSpW热机耦合模型,其中搅拌区的温度最高,空腔内的材料流动速率最高。尝试通过选取特征点构造虚拟界面,并采用点追踪的方法研究界面的迁移演变,结果表明空腔内的虚拟界面迁移是一个先上升随后又下降的过程。为了研究界面迁移以及Hook缺陷演变的过程,建立了双板独立建模的AZ31回填式FSpW模型。模型中界面的迁移在扎入阶段和回填阶段不同,扎入阶段迁移高度逐渐升高,且迁移高度增长的速率也逐渐增高,即迁移高度增长越来越快。回填阶段迁移高度逐渐降低,速率总体上比较稳定。Hook缺陷在回填阶段形成,Hook高度随时间累积逐渐升高,Hook高度增长越来越慢,在回填过程即将结束时达到最大值。