除了焊核区的特征微观结构外，决定沉淀强化铝合金及其复合材料接头性能的因素还与沉淀相演化密切相关。FSW过程中接头各区域发生不同程度的沉淀相溶解、粗化、再析出，构成影响接头性能的复杂因素。早期研究受焊核区新奇的特征微观结构吸引，忽略了对接头各区域组织演变的系统深入研究，制约了对工艺参数-接头性能内在联系的深入理解。

　　该研究以6061-T651铝合金为对象，以硬度云图方法替代以往的硬度线方法，准确地描绘出最低硬度区（LHZ）的位置、形状与尺寸，发现所有参数下接头的断裂位置均与LHZ高度吻合；确定了LHZ位于热影响区，其中发生了沉淀相溶解/粗化。LHZ的位置与倾斜角度受转速、焊速与工具尺寸的影响，但其硬度值只受焊速控制，表明焊速是决定接头强度的主导因素。结合温度测量，建立了热源区-等温溶解层（HSZ-ITDL）模型。该模型将焊核区抽象成热源，各参数下对应LHZ的位置均存在一个峰值温度为360-370℃的等温溶解层，此处沉淀相的溶解及粗化程度由高温区停留时间控制。工具转速与尺寸仅决定LHZ的位置，而焊速决定了高温停留时间长短，因而影响LHZ的沉淀相溶解/粗化程度。这圆满解释了焊速对接头强度具有决定性影响的本质原因。对2024、7075、2219高强铝合金以及铝基复合材料，也存在同样的规律，因而所建立的HSZ-ITDL模型具有普适性。该研究提出了沉淀强化铝合金FSW接头性能的调控机理，通过提高焊速，在增强接头力学性能的同时，提高了生产效率。相比以往采用的低焊速，进一步发挥了FSW高效、优质的技术优势。

　　为提高HSZ-ITDL模型精度，针对FSW高速、大变形、难模拟的现状，提出“表观摩擦系数”的概念，通过逆问题求解法，建立了铝合金精确的FSW摩擦热源模型，进而建立了高精度的非线性瞬态三维温度场模型，并采用MATLAB语言自主开发了搅拌摩擦焊三维温度场高精度模拟专业软件FSW-Thermal 3D（软件著作权：2018SR003384），突破了传统上只能进行低转速建模的瓶颈，可实现任意参数下铝合金的FSW温度场模拟。模拟结果与不同国家研究者报道的实验结果高度吻合。

　　详细内容请参考文献Scripta Mater. 56 (2007) 69-72; Metall. Mater. Trans. A39 (2008) 2378-2388; Metall. Mater. Trans. A 42 (2011) 3218-3228; Metall. Mater. Trans. A 42 (2011) 3229-3239。