耗材摩擦焊（CFW）是一种节能、环保、高效的绿色无污染固相再制造技术,目前主要用于解决零件因磨损、腐蚀等表面修复问题,在耐磨件的制造与修复方面应用前景广阔。焊接过程依靠轴向压力和旋转速度提供的摩擦热使材料产生热塑性变形,因此研究焊接过程的温度、塑性变化规律以及焊接工艺参数对焊接质量的影响就显得尤为重要,另一方面维持热塑性变形的高压力和大转速等造成焊接载荷过大,使得焊接过程工艺柔性较差。为了解决上述问题,提出利用超声振动对材料的热软化效应来降低焊接载荷、加快焊接速度。（1）首先对传统耗材摩擦焊接全过程进行热力耦合模型的建立,利用ABAQUS非线性有限元软件,结合热力耦合分析研究现状,明确热力耦合分析的具体研究内容,应用ALE网格自适应技术解决由于耗材摩擦焊接高度非线性引起的网格畸变问题,并对仿真结果进行验证。（2）根据模拟的结果,分析焊接过程的温度、等效塑性变形、轴向缩短量和飞边形状等,并在多方面阐述焊接过程热力学变化行为后,利用单一变量法研究焊接工艺参数对上述焊接物理量的影响,结果表明耗材摩擦焊接过程温度低于材料熔点为固相连接,金属充分软化被挤出形成蘑菇头一样的飞边,前进侧的温度高于返回侧,耗材棒高温区域大于基板高温区域;高温区域趋于稳定后,耗材棒才有明显的变形,轴向缩短量和时间也呈现近线性关系;工艺参数的变化对焊接过程的温度、塑性变形以及耗材棒的消耗速率都有着不同程度的影响。（3）在传统耗材摩擦焊接模型基础上,利用超声振动的软化效应,添加高频振动,建立超声振动耗材摩擦焊接热力耦合模型,定量分析超声焊接过程的热力学变化行为,对比两种焊接条件下的温度、塑性应变、焊接速度的变化规律,并分析不同振幅、频率对三种物理量的影响,结果表明,超声振动能够降低焊接的峰值温度,扩大焊接的热影响区,加剧材料塑性流动,加快耗材棒的消耗速率,提高焊接速度,能够获得更好的焊接质量。（4）采用轴向进给量的焊接方式,侧重研究焊接过程的载荷变化情况。首先分析不同进给速度和转速对焊接载荷的影响,在此基础上分析超声振动对焊接过程轴向载荷的影响,根据模拟结果,得到焊接过程中的载荷变化规律曲线,证明超声振动能够降低焊接载荷,且超声振动的软化效果会随焊接的进行而发生改变,振动参数的增加会加大对轴向载荷的降低。