在碳中和大背景下，整车轻量化已成为目前汽车车身制造领域的研究热点，通过减轻车身质量可一定程度上实现节能减排的目标。对于汽车车身，使用如铝合金等轻质金属部分替代钢铁材料是实现整车轻量化的重要手段。因此，铝/钢连接在汽车车身制造中有着广阔的应用前景。然而，由于铝合金与钢材之间物理化学性质差异巨大，通过传统电阻点焊难以实现铝/钢异质金属的高性能焊接。回填式搅拌摩擦点焊，作为一种固相焊接方法，具有低能耗、低热输入的特点，通过该工艺有望获得无匙孔、高力学性能的铝/钢异质焊接接头。

本项目期望能够揭示回填式搅拌摩擦点焊工艺参数对接头成形的影响机理，阐明各工艺参数下获得的焊接接头宏微观组织对其力学性能的影响规律，研究回填式搅拌摩擦点焊过程中的温度场、应力应变场以及材料流动行为；将数值仿真结果与实际实验数据进行比对，选择更优的仿真模型进行进一步优化和修正，以提高仿真模型精度；研究焊接参数对焊接过程温度场、应力应变场以及材料流动行为的影响规律，为焊接工艺优化及焊接机理解析提供支撑；建立工艺过程信号与接头质量的映射关系，提出工艺过程在线监测新方法。

本项目以铝/钢异质结构回填式搅拌摩擦点焊为研究对象，通过不同的焊接参数组合进行实验，得到能反映接头力学性能与焊接变量之间关系的数学模型；使用仿真软件进行数值分析，根据设置不同的工艺参数得到的仿真结果推断最佳工艺参数，然后通过响应面分析和实验得到最优化焊接参数组合，实现高质量铝/钢异质焊点。另外，在焊接过程中，通过采集温度、轴向压力等过程信号，总结这些信号与接头力学性能、宏微观特征等数据的关系，使用强相关信号基于机器学习得到预测模型，实现在焊接过程中对接头质量的预测，为在各种工况下保障焊点的高质量一致性奠定技术基础。