近年来,随着科技进步以及经济的飞速发展,工业生产对新型材料以及工艺方式有了新的要求,单一材料的零部件和传统的连接技术已经远远不能满足其需求,因此,对异种材料连接技术的需求应运而生,而对异种材料连接技术的研究也越来越受到大家的关注。本论文采用了五组不同顶锻压力的工艺参数,对T2紫铜和45钢的异种金属连续驱动摩擦焊接进行了连接。通过金相显微镜和扫描电子显微镜对紫铜/45钢焊接接头的显微组织进行观察与分析,同时,通过进行拉伸试验以及显微硬度测试对焊接接头的力学性能进行分析对比,研究不同顶锻压力条件下,焊接接头的组织演变规律,形成机制以及力学行为,确定出最佳的焊接工艺参数。首先,在主轴转速3000 r/min、摩擦时间14 s、一级摩擦压力390 MPa以及二级摩擦压力975 MPa的工艺参数下,顶锻压力的试验范围分为五组,分别为155 MPa、175MPa、195 MPa、215 MPa、235 MPa。在五组顶锻压力下进行连续驱动摩擦焊接试验,并得到以下主要研究结果:研究了顶锻压力对紫铜/45钢摩擦焊接头组织的影响。五组顶锻压力下,总体焊接接头宏观形貌呈现铜包钢的现象,紫铜侧出现较大的塑性变形,飞边量随着顶锻压力的升高随之增大。通过对焊接接头显微组织的观察,结果表明,在不同的顶锻压力下,45钢一侧的显微组织变化较小,并不随着顶锻压力的变化产生明显的区别,热影响区组织由细化的重结晶区,粗化的不完全重结晶区构成,并伴有少量的魏氏体组织;紫铜侧近焊缝处晶粒发生动态再结晶,形成细小的等轴晶,远焊缝处为晶粒粗化区,在径向上,圆心处的晶粒尺寸要明显的大于圆心半径2/3处,并且随着顶锻压力的增大,紫铜侧热影响区的晶粒也随之细化。通过线扫描图谱得知,焊缝的结合是由Cu、Fe原子之间通过互扩散完成,接头界面结合强度高,不存在金属间化合物,且在固定的顶锻压力范围内,随着顶锻压力的增大,焊缝扩散区变宽,伴有机械混合,而焊缝形态也从一条直线型转变为曲线型。研究了顶锻压力对紫铜/45钢摩擦焊接接头拉伸性能的影响。焊接接头整体拉伸曲线先呈现升高的趋势而后达到峰值略有下降,当顶锻压力为215 MPa时,可达到最高抗拉强度为285 MPa,达到母材强度,焊接接头的断裂方式为韧性断裂;随之对顶锻压力为215 MPa的焊接试样进行缺口试验,分析径向方向上的强度分布情况,结果表明随着直径的增加,抗拉强度先增加再减小,且在半径为4~6 mm之间,焊接接头的连接强度最好,即焊接接头沿着径向分布的抗拉强度在大约2/3处位置连接强度最好。研究了顶锻压力对紫铜/45钢摩擦焊接接头显微硬度与耐腐蚀性的影响。五组不同顶锻压力下的焊接接头的轴向显微硬度分析结果表明,顶锻压力对于轴向方向的显微硬度变化规律影响并不明显,五组参数呈现同一趋势,即在焊接接头处的显微硬度高于紫铜低于45钢,介于两者之间;对顶锻压力为215 MPa的焊接接头进行沿半径方向的显微硬度检测,发现在焊缝处显微硬度值最低为141.7Hv,在圆心半径2/3处硬度值最高,达210.3 Hv。焊接接头的电化学检测结果表明,随着顶锻压力的增大,接头的耐腐蚀能力增加且整个焊接接头无明显焊接缺陷。