搅拌摩擦焊（Friction stir welding,FSW）技术作为一种高效的固相连接技术,在满足航空航天高比强有色金属的高可靠、长寿命、低成本连接方面具有独特的优势。获取高服役性能的FSW焊接接头已成为航空航天制造技术提升的关键。然而,FSW成形的基础为形成一个高温高应变速率的摩擦大变形体,且摩擦大变形体流动行为又决定了FSW接头的微观组织及最终力学性能。因此,本文通过标记材料示踪法,揭示FSW焊接过程中摩擦大变形体流动特征,参考摩擦大变形体受力行为及解析,阐述摩擦大变形体迁移流动规律。基于搅拌头对摩擦大变形体的周期性作用行为,对流动过程中特征参量进行解析,以期揭示FSW流动机理。主要研究内容和结果如下:选用线形标记材料表征FSW流动特征,焊接后,标记材料因受搅拌头强烈的旋转挤压作用,产生较为明显的形变及迁移流动,主要呈现两种分布形态,即连续分布态与非连续分布态;对标记材料特征轮廓数据提取,建立二维流动可视化模型及三维流场模型。通过所建立二维流动可视化模型,定量描述标记材料二维迁移流动变化,考虑搅拌头对标记材料作用力效果,揭示了标记材料二维流动特征。嵌于前进侧的标记材料,焊后多以非连续态存在,搅拌头对标记材料多周期作用,致使标记材料失稳分散。而嵌于中心及后退侧的标记材料,焊后以连续态存在,标记材料受搅拌头少周期或一个周期作用,在轴肩作用区,因该区域较大,产生较长距离迁移流动,在搅拌针作用区,标记材料受一个周期作用,沿后退侧及后方迁移。通过所建立三维流动可视化模型,对标记材料焊后立体形态进行表征。嵌于前进侧标记材料,轴肩连续作用区与搅拌针非连续作用区部分相连,非相连部分标记材料呈“细长条”状。嵌于焊缝中心标记材料,呈现“S”形变化,该变化主要受标记材料轴向迁移变形影响所决定,倾角的设定,上述变化更为明显,嵌于焊缝中心处的标记材料存在较大变形且呈现连续分布态,标记材料受搅拌针一个周期作用。嵌于后退侧标记材料,焊接后整体沿旋向切线方向向后迁移,但迁移距离较为有限,标记材料受搅拌针作用小于或等于一个周期。考虑到嵌于焊缝中心标记材料受搅拌针作用时间为一个周期,建立流速、应变、应变率及粘度解析式,并揭示上述参量随层高的变化规律,阐述摩擦大变形体流动机理,计算结果与文献计算结果相当。