作为新型固相连接技术,搅拌摩擦焊接为轻合金的连接提供了新途径。搅拌摩擦焊是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源并实现焊缝连接,但由于焊缝温度场三维不对称分布的特点,导致材料流动过程不均匀,容易造成热机影响区晶粒粗大和底部未焊合等缺陷,使接头组织均匀性和综合力学性能降低。本文利用热管优良的传热性能,对焊接试板进行冷却,分别在轴肩外、轴肩内施加热管,调控焊缝热循环曲线,并对比研究热管施加方式对焊接热循环以及接头组织的影响,进而达到提高接头力学性能的目的。通过热电偶对接头特征点进行测温,并分析焊接热循环曲线的变化规律。结果表明,在常规搅拌摩擦焊、轴肩外热管辅助搅拌摩擦焊、轴肩内热管辅助搅拌摩擦焊三种条件下,在焊接起始特征点均存在“双峰”现象;沿焊接方向,各特征点峰值温度趋于增大;沿焊缝宽度方向,峰值温度与高温停留时间均呈下降趋势;沿焊缝厚度方向,峰值温度降低而高温停留时间则略微增大。与常规搅拌摩擦焊相比,在轴肩外侧施加热管时,高温停留时间峰值温度及高温停留时间均有所下降（最高峰值温度下降52℃,高温停留时间缩短9 s）,沿焊接方向的峰值温度增幅减小(特征点AS3-3-1与AS2-3-1之间增幅由13℃降至8℃),且传热过程更为均匀;在轴肩内施加热管时,对焊缝上层区域的冷却效果更强,并进一步减小了沿焊缝宽度方向的温度差异,但对焊缝中层及以下而言,其冷却效果低于在轴肩外侧施加热管。通过焊缝吸热量计算,进一步验证了施加热管能有效降低焊缝整体吸热,尤其是轴肩外侧施加热管时,焊缝吸热与常规搅拌摩擦焊相比减少5.18 k J,而施加轴肩内热管时的降幅为1.89 k J。通过力传感器对搅拌头的轴向力进行测量,并对比热管辅助条件的影响。结果表明,不同焊接条件下,搅拌摩擦焊过程各阶段的轴向力均呈现出类似的变化规律,焊接稳定段（95 s～199 s）的轴向力平均值为4114 N;施加热管可使焊接稳定段轴向力增大,搅拌头产热随之增大,其中轴肩内施加热管时轴向力平均值最大,为4984 N,而轴肩外热管为4561 N。采用光学显微镜观察接头宏观及显微组织,分析热管冷却方式对接头组织的影响。结果表明,与常规搅拌摩擦焊相比,轴肩外侧施加热管时,焊核区上部、中部宽度分别减小4.88 mm、2.59 mm,焊核区下部宽度增大0.12 mm,沿焊接方向三个特征点上部晶粒依次减小0.9μm、4.0μm、12.7μm,沿焊接方向焊核区晶粒粗化趋势减小,且热机影响区、热影响区的再结晶程度显著下降;轴肩内施加热管时,与常规搅拌摩擦焊相比焊核区上部、中部宽度分别减小5.99 mm、2.48 mm,焊核区下部宽度变化不大,沿焊接方向三个特征点的上部晶粒分别减小4.4μm、5.9μm、14.9μm,中部及底部晶粒尺寸降幅较小,且轴肩内热管对热机影响区、热影响区组织影响较小。通过拉伸实验和显微硬度实验测试接头的力学性能,并比较不同热管辅助条件的影响。结果发现与常规搅拌摩擦焊相比,轴肩外施加热管有助于提高焊接接头的抗拉强度（最大增幅近10 MPa）而轴肩内热管对焊接接头抗拉强度影响较小（增幅小于2MPa）;施加热管后接头的延伸率均呈下降趋势,尤其是轴肩内施加热管时接头延伸率降幅更大;施加热管后,焊缝横截面各区硬度总体呈增大趋势,轴肩外侧施加热管时焊核区硬度平均值最高,最大增幅7 HV左右。