目前,我国长征九号重型运载火箭处于预研关深阶段,预计2028年发射。火箭燃料贮箱筒段直径为9.5m,厚度达到18mm,材料是2219铝合金。2219铝合金具有高温力学性能好、断裂韧度高和抗应力腐蚀性好等优点,成为重型运载火箭燃料贮箱材料的首选。搅拌摩擦焊（Friction stir welding,FSW）是固相焊接方法,焊后接头组织晶粒尺寸小、连接强度和抗拉强度良好、焊后残余应力小,被广泛应用于2219铝合金的焊接。但2219铝合金厚板FSW时,会出现沿焊件厚度方向热输入不均的现象,进而影响焊后接头的力学性能,导致难以获得与薄板焊接相当的连接强度。目前,2219铝合金厚板FSW温度分布规律未知,且由于轴肩遮挡及产热和传热机理复杂,核心区温度难以表征,如何合理选择焊接工艺参数,从而保证焊接质量尚处于探索阶段。针对上述难题,本文对2219铝合金厚板FSW温度场仿真、核心区温度表征及焊接工艺参数优化进行了研究。具体研究内容如下:将传热学理论、刚粘塑性理论与仿真技术相结合,建立了基于DEFORM的2219铝合金厚板FSW温度场仿真模型,实现了下压、停留、焊接进给与搅拌头退出阶段的温度场仿真。将支持向量回归机应用于焊件核心区温度表征研究,使用MATLAB实现了惩罚系数与核参数寻优,将焊件表面特征点温度数据作为输入,建立了焊件核心区峰值温度与最低温度预测模型,实现了焊件核心区峰值温度与最低温度预测。以铝合金固相线与液相线温度的80%为合理焊接温度范围,焊件核心区温差最小为优化目标,基于正交试验探究了下压及停留阶段焊接工艺参数对焊件核心区温差影响的主次顺序;基于双因素实验研究了搅拌头转速与停留时间对焊件核心区峰值温度、最低温度、温差与温差减小速率的影响,实现了下压及停留阶段的焊接工艺参数优化;设计双因素实验研究了焊接进给阶段中搅拌头转速与焊接速度对焊件核心区峰值温度、最低温度与温差的影响规律,通过曲面拟合获得了满足合理焊接温度要求的焊接工艺参数范围,并进行了实验验证。本文研究为揭示2219铝合金厚板FSW温度分布规律,优化焊接工艺参数进而保证焊接质量提供理论和技术参考,为实现重型运载火箭燃料贮箱高质量焊接提供支撑。