搅拌摩擦焊作为新兴的焊接工艺,因其环保与焊后变形量较小等优势,在现代轨道交通制造中得到广泛应用。铝合金地板是地铁构件中对平整度要求较高的大型结构,在传统生产中常采用MIG焊进行生产制造。但因MIG焊存在着生产效率较低,且焊后变形量较大等问题,近年来逐渐采用搅拌摩擦焊进行铝合金地板生产制造。虽然搅拌摩擦焊在变形控制上与传统弧焊相比有着一定优势,但在焊接过程中仍存在着局部不均匀加热过程,并带来焊后变形问题,如何进一步优化工艺,来更有效地控制焊接变形成为生产中的重中之重。本文基于数值仿真方法,研究了地铁铝合金地板搅拌摩擦焊焊接变形规律,以及面向变形控制的焊接工艺优化方案,为某型号地板搅拌摩擦焊焊接变形控制提供了理论与技术支持。首先,分别建立了 6005A-T6铝合金地铁地板搅拌摩擦焊的局部与整体有限元模型。在建立的组合热源数学模型基础上,采用顺序热力耦合方法,对典型地板局部结构进行三维热弹塑性有限元分析,提取结果并计算收缩应变;然后利用收缩应变法对地铁整体铝合金模型进行弹塑性计算,得到地铁地板结构的焊接变形结果。之后将数值仿真与实际测量结果进行了分析对比,结果表明:模拟计算得到的焊接变形趋势与实测基本一致,且模拟变形量与实际测量值之间最大误差在0.5mm,证明了本文所用方法与模型的准确性,为面向变形控制的工艺优化奠定了基础从工程应用与实现变形最优控制角度出发,针对地铁地板FSW焊接制定了五种焊接顺序与工装加载位置方案。通过分析对比不同方案的变形结果,探究了焊接顺序与工装作用位置对最终焊接变形的影响规律。在此基础上,提出了双搅拌头同时焊接的变形控制方案,并对焊接情况进行了仿真分析。总体上讲,尽可能地对称布置焊接顺序,并在焊缝附近位置设置一定的约束,可以有效地对焊接变形进行控制。