铝/钢复合结构充分利用了铝的轻质性、良好的导电导热性与钢的高强高刚性、抗蠕变性等优点,被广泛应用于汽车制造、能源、航天航空等领域。连续驱动摩擦焊作为一种优质的固相连接技术,在异种金属的先进连接中具有显著优势;但在焊接过程中,由于母材流动特性与径向摩擦扭矩分布不同,界面上氧化物和杂质难以排出、界面产热功率与界面金属间化合物（IMCs）的不均匀分布等问题,将对接头性能产生不利影响。接头结构设计是连续驱动摩擦焊的一项重要工艺措施,对改善界面IMCs的不均匀性与提升接头力学性能具有显著作用。本文以1060纯铝和Q235低碳钢棒为研究对象,在钢棒待焊端面设计5°,10°,15°,20°,25°的锥度角θ开展焊接实验研究,分析了不同锥度大小对接头宏观成形、力学性能的影响,得出了界面摩擦扭矩、能量输入、特征点温度变化趋势。为了解焊接过程的塑性金属成型和温度分布,本文利用ABAQUS有限元软件建立了焊接过程的热力耦合三维模型,分析了锥度大小对接头成型、塑性金属的形成与演变、接头温度场与应力应变场的影响规律,主要研究内容及成果如下:采用主电动机定子电压电流法与热电偶法,通过计算获得了焊接过程的动态扭矩与界面温度。随着锥度角的增大,初始峰值扭矩减低,稳态扭矩和后峰值扭矩先增大后减小,25°接头的扭矩曲线存在三个峰值,反映了接触表面的不稳定现象;第一阶段能量输入在总能量输入中的占比逐渐增大;锥度角增大,初始摩擦位置发生移动,滑动摩擦阶段的平台区在15°时消失。锥形结构使界面产热的集中区域发生移动,15°之前接头峰值温度在2/3R位置,20°之后在1/3R位置,锥度角增大,接头整体温度下降,10°与15°的接头温度曲线趋于平缓。通过对焊后接头的力学性能的考核发现,锥度角θ=15°的接头综合力学性能较好。不同锥度下界面不同区域的力学性能存在差异,10°与15°的接头沿着半径方向强度值变化趋于平缓,15°时平均拉伸强度最大为77.5 MPa,是铝母材的96%;0～1/2R区域的试样冲击功在20°时最大为15.2 J/cm2,1/2R～R区域试样冲击功下降;15°试样承受变形的能力明显优于其他度数,锥形结构设计可以起到不同程度的均匀径向力学性能的作用。采用CEL模型完成了铝/钢焊接过程的数值模拟,通过与实验数据对比验证了模型的准确性。锥度度数增大,同一时刻的应力也增大,锥形结构下,轴向摩擦力分解为法向压力与切向压力,这使得局部应力变大,应力集中在较小区域,锥度越大,此现象愈加明显。0°时塑性状态由两侧向中心扩展,锥度结构下,塑性区域由中心向两侧扩展。接头界面产生了不同宽度的、轻微凸起的浅灰色层圆环,15°接头撕裂明显;随着锥度度数增大,界面产热集中区域向中心移动,0°时位于0.69R处,25°时位于0.55R处;随着锥度度数的增大,高温区域宽度变窄,0°时位于0.45R,25°时减小至0.20R,塑性环的位置、宽度与计算的温度场具有较好的一致性。