搅拌摩擦焊(FSW)是近几年发展起来的新型摩擦焊接技术，它不仅具有传统摩擦焊接的优点，而且突破了传统摩擦焊接只能焊接轴类零件的限制，可以焊接直焊缝，实现多种接头形式，不同位置的焊接。自从二十一世纪问世以来，受到焊接界的高度重视，一些发达国家已将搅拌摩擦焊接技术应用于实际生产中。然而，搅拌摩擦焊接是TWI的专利技术，在相关文献中，关于搅拌摩擦焊接的工艺参数以及搅拌头的设计都只是略微提及。另外，传统质量检测的方法采用抽样破坏方法检测接头质量，既浪费材料，又延长生产周期，不能满足工程需要。众所周知，铝、铜材料在国民经济中的应用相当广泛，如何将新兴的搅拌摩擦焊接技术应用于铝板铜板的联接，并实现参数的优化及接头质量的预测，以赶超世界先进水平，给我们提出了艰巨而迫切的任务。 本文中详细讨论了铝、铜搅拌摩擦焊接搅拌头的设计；搅拌摩擦焊接头的组织、性能以及其与工艺参数的关系；SN比试验设计和方差分析；人工神经网络的质量监测体系及参数优化。分析了搅拌头的设计规律，对搅拌摩擦焊接工艺参数进行了优化。将人工神经网络应用于搅拌摩擦焊接头的质量监测中，用正交试验设计获得人工神经网络的训练样本，运用MATLAB语言组建人工神经网络和用户界面，使用训练好的网络来预测接头强度及接头优异性，获得了满足工程要求的预测值，为搅拌摩擦焊质量的评估、预测及搅拌摩擦焊接工艺参数的优化提供了新途径。 本研究的成果可应用于有色金属材料搅拌摩擦焊接参数的优化，推动我国搅拌摩擦焊接技术在铝、铜等有色金属焊接中的应用。尤其是本研究在国内率先将人工神经网络技术用于优化搅拌摩擦焊接工艺参数，充分利用少数几次强韧性试验，减少了工作量，缩短了周期，节约了费用，有利于促进搅拌摩擦焊接技术的发展。