惯性摩擦焊接是一种高效、可靠、节能的固态焊接方法,利用飞轮储存的动能使金属表面互相摩擦产生的热量,在顶锻压力作用下实现工件之间的焊接,是目前最为先进的焊接方法之一。随着新型发动机材料的使用,惯性摩擦焊已经成为制造航空发动机转子无法替代的工艺方法。　　本文以45＃钢为主要试验材料,配合GH4169高温合金验证了惯性摩擦焊过程中温度场的规律,分别使用自制无线测温系统及无纸测温仪对惯性摩擦焊过程中固定端及旋转端的温度场进行了实时检测和记录;用红外热成像仪拍摄了焊接过程,研究了飞边表面的热耗散过程;对焊后试样进行宏观及微观分析,从飞边宽度、两侧轴向缩短量以及焊缝宽度等方面检测了惯性摩擦焊接头的非对称性。　　试验结果表明:惯性摩擦焊摩擦界面两侧的温度场、宏观形貌及微观组织均存在明显的非对称性,具体表现为:(1)固定端升温时刻先于旋转端,升温速率及温度值高于旋转端;(2)固定端飞边宽度及轴向缩短量大于旋转端,固定端飞边宽度占飞边总宽度比值与转速成正比,与试棒直径及转动惯量成反比,固定端轴向缩短量在总缩短量中所占比例与转速、转动惯量及直径成反比;(3)固定端焊缝宽度大于旋转端,焊缝宽度与转速成反比、与热流密度及试棒直径成正比、与转动惯量无关;两端焊缝宽度差值与轴向压力在轴心附近呈反比关系而在外圆方向呈正比关系;且一定参数范围内,焊接热流密度低于1.5J/(m2·s)时,试样轴心处焊缝存在“狭窄型焊缝”,其长度与宽度与热流密度成正比。　　试验研究还发现,45＃钢焊缝区晶粒最细,变形晶区次之,热影响区最大,且距轴心位置越远,晶粒越大;GH4169合金中变形晶区终存在于焊缝边缘,且外圆处宽度值高于轴心处;各自最佳焊接参数下,GH1469合金飞边带走热量大于45＃钢,占总热量比值小于45＃钢;惯性摩擦焊焊接过程中飞边表面上各点的温度曲线存在第一峰值温度及第二温度,第一峰值与第二峰值在数值上无规律;焊接结束后飞边对焊缝及焊接热影响区有回流再加热作用。