Flg.7 Joint morphology and friction torque curve during CDFW of AA5052 to LCS 2019年，刘勇等综合分析了摩擦压力(FP)和时间(FT)、顶锻压力(UP)对A16061铝合 金和SS304不锈钢CDFW接头性能的影响，如图8所示。随着顶锻压力的增加，AI的塑性变形增 加，飞边尺寸增加，如图8a和图8b所示：接头的抗拉强度随摩擦压力先增大后减小，在顶锻压力 小于220MP的条件下，抗拉强度与顶锻压力大致呈线性关系；摩擦时间的增加将产生更多的塑性 变形，形成包裹状的飞边，是影响轴向缩短量的最重要因素，如图8c所示。显微硬度测试发现， A1母材一侧形成厚度与摩擦时间正相关的软化区2， b (c) 6061 N661 A16061 SS304 5s304 SS304 中四 圆8工艺参数对接头形态的影响 Flg.8 Influence of process parameters on the joint morphology (a)FP=40 MPa,FT=4 s,UP=120 MPa;(b)FP=40 MPa,FT=4 s,UP=220 MPa;(c)Pp=40 MPa.FT=6s,UP=220MPa 4数值分析和模拟与工艺参数优化 以有限元(Finite Element,FE)模拟分析为代表的数值分析方法，在建立焊接过程温度场、应 力场模型、开展接头性能研究中获得了广泛应用，是深入研究工艺参数影响规律及优化的有效方法。 2016年，Chennakesava建立了AA2024-T6铝合金与Zr705错合金CDFW的FE模型，模拟研究了电 机转速、摩擦压力和时间以及顶锻压力对接头抗拉强度人塑性变形和飞边成型的影响，获得了最优 工艺参数P9.2019年，熊江涛等基于DEFORM软建过了GH4169镍基高温合金CDFW二维FE 模型以研究电机转速和摩擦压力对焊接时间的影响，如图9所示，在计算获得滑动、剪切摩擦之间 的临界转变点时，使用了最大熵产生原理，并通过实验验证了模型的有效性，结果表明，临界转变 所需摩擦时间随电机转速的增加先减少、后增加，随着摩擦压力的增加而减少0。 Axis Width (a) (b) (c) 圆9GH4169CDW有限元分析.(a)工件的二维轴对称和网格模型：(b)温度场：(c)接头形貌 FIg.9 Finite element(FE)models of GH4169 CDFW:(a)2D axisymmetric model and meshing of the workpiece;(b) temperature contour;(c)joint morphology 响应表面优化方法(Response Surface Methodology,.RSM)、遗传算法(Genetic Algorithm, GA)和田口正交实验法等统计方法和优化算法可用于深入研究工艺参数对接头力学性能、微观组 织等的影响规律，是优化焊接工艺参数的有效方法。2016年，Sahin等基于RSM建立了AISI304 不锈钢和铜CDFW接头抗拉强度与摩擦压力和时间、顶锻压力和时间、电机转速3组工艺参数的关 系，获得了最优工艺参数。分析发现，摩擦压力和时间对接头抗拉强度影响最大，电机转速次之， MC层使接头硬度增大，抗拉强度减小B。也是在2016年，Winiczenko等使用混合响应面法和GAFig.7 Joint morphology and friction torque curve during CDFW of AA5052 to LCS 2019 年，刘勇等综合分析了摩擦压力（FP）和时间（FT）、顶锻压力（UP）对 Al 6061 铝合 金和 SS 304 不锈钢 CDFW 接头性能的影响，如图 8 所示。随着顶锻压力的增加，Al 的塑性变形增 加，飞边尺寸增加，如图 8a 和图 8b 所示；接头的抗拉强度随摩擦压力先增大后减小，在顶锻压力 小于 220 MPa 的条件下，抗拉强度与顶锻压力大致呈线性关系；摩擦时间的增加将产生更多的塑性 变形，形成包裹状的飞边，是影响轴向缩短量的最重要因素，如图 8c 所示。显微硬度测试发现， Al 母材一侧形成厚度与摩擦时间正相关的软化区[28]。 图 8 工艺参数对接头形态的影响 Fig.8 Influence of process parameters on the joint morphology (a) FP=40 MPa, FT=4 s, UP=120 MPa; (b) FP=40 MPa, FT=4 s, UP=220 MPa; (c) FP=40 MPa, FT=6 s, UP=220MPa 4 数值分析和模拟与工艺参数优化 以有限元（Finite Element, FE）模拟分析为代表的数值分析方法，在建立焊接过程温度场、应 力场模型、开展接头性能研究中获得了广泛应用，是深入研究工艺参数影响规律及优化的有效方法 。 2016 年，Chennakesava 建立了 AA2024-T6 铝合金与 Zr705 锆合金 CDFW 的 FE 模型，模拟研究了电 机转速、摩擦压力和时间以及顶锻压力对接头抗拉强度、塑性变形和飞边成型的影响，获得了最优 工艺参数[29]。2019 年，熊江涛等基于 DEFORM 软件建立了 GH4169 镍基高温合金 CDFW 二维 FE 模型以研究电机转速和摩擦压力对焊接时间的影响，如图 9 所示，在计算获得滑动、剪切摩擦之间 的临界转变点时，使用了最大熵产生原理，并通过实验验证了模型的有效性，结果表明，临界转变 所需摩擦时间随电机转速的增加先减少、后增加，随着摩擦压力的增加而减少[30]。 (a) (b) (c) 图 9 GH4169 CDFW 有限元分析. (a) 工件的二维轴对称和网格模型; (b)温度场; (c) 接头形貌 Fig.9 Finite element (FE) models of GH4169 CDFW: (a) 2D axisymmetric model and meshing of the workpiece; (b) temperature contour; (c) joint morphology 响应表面优化方法（Response Surface Methodology, RSM）、遗传算法（Genetic Algorithm, GA）和田口正交实验法等统计方法和优化算法可用于深入研究工艺参数对接头力学性能、微观组 织等的影响规律，是优化焊接工艺参数的有效方法。2016 年，Sahin 等基于 RSM 建立了 AISI 304 不锈钢和铜 CDFW 接头抗拉强度与摩擦压力和时间、顶锻压力和时间、电机转速 3 组工艺参数的关 系，获得了最优工艺参数。分析发现，摩擦压力和时间对接头抗拉强度影响最大，电机转速次之 ， IMC 层使接头硬度增大，抗拉强度减小[31]。也是在 2016 年，Winiczenko 等使用混合响应面法和 GA 录用稿件，非最终出版稿