碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTPC）因具有高效的成型加工性、可焊性、可回收性、可制造性以及优良的冲击韧性而越来越受到航空业的关注。CFRTPC结构件的高效连接已成为航空制造业“以塑代钢”实现结构轻量化的重要保障。本文以碳纤维增强聚醚醚酮（CF/PEEK）复合材料层合板为焊接对象,采用COMSOL电磁感应焊接仿真和感应植入焊接实验两种途径探究了线圈参数和焊接参数对焊接界面温度场分布和焊接接头质量的影响,并最终确定了最佳焊接工艺窗口。焊接界面的温度场分布是影响焊接接头质量的关键性因素。首先,基于电磁感应数学模型和传热数学模型,建立了CF/PEEK复合材料的电磁感应焊接仿真模型。通过一系列单因素对比试验确定了合理的线圈参数范围和加热工艺参数范围。为了进一步探究线圈参数和加热工艺参数的交互作用对焊接界面加热效果的影响,进行了正交优化试验。通过对试验结果进行正交分析和主成分分析（PCA）,确定了最优的线圈参数和加热工艺参数组合,优化后的最佳参数组合为:线圈平面形状为多匝方饼平面、线圈截面形状为矩形截面、加热距离为1mm、加热电流为600A,电流频率为80k Hz。值得一提的是,为了确保上述结果的准确性,对最佳仿真试验组进行了焊接实验验证,验证结果表明:模拟和实验测量出的焊接界面的温升趋势和温度场分布基本相同,峰值温度的最大相对误差低于2.9%。然后,搭建了热塑性复合材料感应焊接平台,将仿真试验得到的最佳参数组合应用到实际的焊接实验中,并通过一系列探究性试验的验证,保证了感应焊接实验工艺流程的可行性和可重复性。紧接着,通过单因素焊接实验探究了焊接工艺参数对焊接接头剪切强度（LSS）的影响。实验结果表明焊接接头的LSS值随各焊接工艺参数的增加呈先升高后降低的趋势,焊接接头的质量与PEEK树脂的熔融程度、树脂对纤维的浸润性以及树脂对金属网孔隙的渗透程度有关。最后,为了获得最佳焊接接头质量,进行了正交优化试验。以焊接接头的LSS值为评判标准,通过对试验结果的正交分析,获得了各焊接工艺参数对焊接头质量的影响的主次顺序和显著度,并确定了最佳焊接质量的工艺窗口为焊接电流600A、焊接压力0.45MPa、焊接时间130s。并通过对各试验组焊接头温度场分布、焊接界面失效形式以及焊缝截面微观形貌的分析,揭示了焊接工艺参数优化对焊接接头质量的作用机理。