铝/钢复合结构兼具铝的比强度高、导电导热性好、耐腐蚀性好和钢的高强度、抗蠕变性能良好等优点,可满足众多特殊使用要求,在汽车、冶金、能源、航空航天等领域都有广泛应用。然而不论是使用熔化焊、熔钎焊还是固相连接方法来焊接铝钢异种金属,脆硬的Fe_xAl_y金属间化合物（IMCs）的形成都是不可避免的。连续驱动摩擦焊作为一种高质、高效、环保的固相焊方法,在焊接异种金属时能够有效地减少IMCs的生成,具有显著优势。本文对1050纯铝和Q235低碳钢的连续驱动摩擦焊进行了研究,揭示了焊接过程中焊接界面摩擦扭矩和接头形成不同阶段的能量输入特征,研究了不同工艺参数条件下焊接接头的力学性能,阐明了接头界面不同区域IMCs的形态特征及其生成原因。主要研究内容及成果如下:首先,基于摩擦扭矩是连续驱动摩擦焊焊接界面摩擦阻力做功的综合体现,采用主电动机定子电压电流法（VCMM,Voltage and Current of Main motor）,获得了焊接过程中焊接界面的摩擦扭矩,分析了转速、顶锻压力对摩擦扭矩和不同焊接阶段能量输入的影响。初始摩擦阶段是接头热量的积累阶段,以粘着摩擦产热为主;转速较低时,摩擦扭矩曲线只存在一个峰值或前后峰值特征不明显,此时接头发生失稳摩擦;转速升高,扭矩降低,初始摩擦阶段、准稳态阶段和焊接全过程能量输入都增加,但由于顶锻过程摩擦加热功率的降低使得顶锻阶段能量输入缓慢减小;后峰值扭矩和顶锻阶段能量输入与顶锻压力的变化呈正相关。然后,通过开展接头的室温拉伸、室温冲击和弯曲试验考核了接头的力学性能。转速1500r/min、摩擦压力30MPa、摩擦缩短量5mm、顶锻压力80MPa下的接头具有最优的综合力学性能;当焊接转速较高时,在摩擦压力和摩擦缩短量不变的情况下,需要适当地提高顶锻压力来防止焊接热影响区铝侧金属过热的情况发生;对连续驱动摩擦焊而言,接头界面半径方向上不同区域的力学性能并不是均匀分布的,界面中心附近区域的结合方式以机械结合为主,冶金结合只占小部分,这就使得该部分的抗拉强度并不高,但是,若焊接过程中其他区域的热塑性金属能流向中心部位,这时冶金结合的占比就会大于机械结合,那么该部分焊缝的抗拉强度就可能会超过铝母材。最后,从热力学角度对接头界面IMCs的形成进行了初步分析,通过SEM、EDS和XRD从不同观察角度综合分析了IMCs的组成和形态特征。焊接过程中焊接界面不同区域加热功率的差异导致了界面Fe、Al扩散行为的不同,扩散行为的不同和界面压力的不均匀最终导致界面IMCs形态的差异;界面中心区域的IMCs为细小针片状的Fe₃Al,距界面中心1/2R处为棒状的Fe Al,距界面中心2/3R处为方棒状的Fe Al₃;热力学上最稳定的Fe₂Al₅并非最终界面产物,而热力学上最不稳定的Fe Al却是最终产物之一,这与焊接过程中界面存在复杂特殊的热力耦合现象密切相关。界面中存在的Fe₃Al和Fe Al与其他富铝的IMCs相比具有更好的延展性,这是使用连续驱动摩擦焊焊接铝钢异种金属的一个巨大优势。