搅拌摩擦焊接过程中的动态再结晶行为对调控焊缝微观组织和提高焊接接头服役性能有着重要意义。由于搅拌摩擦焊接过程中塑性变形的复杂性和金属铝本身性质特点,使得铝及铝合金在焊接过程中的动态再结晶行为较为复杂。目前由于实验手段的限制,尚无法对搅拌摩擦焊接过程中动态再结晶行为和微观组织的变化进行直接观察研究。而使用计算机模拟技术研究焊接过程中的动态再结晶行为,有着独特的优势。为了实现对搅拌摩擦焊接过程中动态再结晶过程的模拟,使用Bailey-Hirsch动态再结晶形核理论,建立了一种适用于Monte Carlo方法的动态再结晶形核模型。为了实现模拟体系中各个晶粒变形储存能的不均匀分布,使模型更接近实际情况,利用储存能-流变应力-晶粒尺寸之间的关系,实现了模拟体系内晶粒间变形储存能的不均匀分布。将Monte Carlo模拟步长与真实时间之间进行了标定,使模型可以应用于实际焊接过程的动态再结晶模拟。使用有限元方法对1060铝板搅拌摩擦焊接过程进行了模拟,获得了动态再结晶模型所需要的焊接过程中温度、应变和应变率数据,并根据实测结果和文献数据,对有限元模拟结果进行了验证。从模拟结果中发现,焊接热输入较高时,大应变区域更易向焊缝底部偏移;搅拌摩擦焊接过程应变率较高且应变梯度极大,前进侧的应变率梯度较后退侧更高。将有限元模拟所获得的焊接过程温度和塑性变形参数输入Monte Carlo动态再结晶模型,对不同焊接参数条件下搅拌摩擦焊接的动态再结晶过程进行了数值模拟。同时开展了焊接工艺实验,对搅拌针周边及焊缝中微观组织进行了 EBSD表征。基于模拟结果与实验结果的对比,发现Monte Carlo模拟结果与实验结果吻合良好,可以描述焊接过程中和焊缝中的微观组织变化与分布规律。在已获得的有限元模拟结果、动态再结晶模拟结果以及微观组织EBSD表征结果的基础上,对1060铝板搅拌摩擦焊接过程中的动态再结晶机制进行了分析。发现焊接过程中材料在塑性流动不同阶段的主要动态再结晶机制有所差异,搅拌针正前方几何动态再结晶机制与连续动态再结晶机制较为明显。后退侧位置连续动态再结晶和不连续动态再结晶机制作用明显。搅拌针尾部几何动态再结晶作用效果较为明显;当焊接热输入较高时,几何动态再结晶和动态再结晶晶粒长大更易发生;若焊接转速较高,不连续动态再结晶过程也较容易发生。当焊接热输入较低时,连续动态再结晶作用效果更为明显;此外由于后退侧与前进侧应变率梯度与焊接温度的差异,使得后退侧热力影响区范围更大,焊缝不同区域微观组织差异较小。