在發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)鋁這種節(jié)約成本的材料的合適方法后，下一步就是對這種基礎(chǔ)材料進(jìn)行加工和改良。

純鋁有一些獨(dú)特而重要的特征。舉個例子，防腐性和電導(dǎo)性。但是，由于純鋁承載率相對較低，所以不是進(jìn)行結(jié)構(gòu)焊接裝配的材料。人們很快發(fā)現(xiàn)，在純鋁中添加相對小量的合金元素，鋁的特性會發(fā)生很大改變。生產(chǎn)批鋁合金，其中之一就是鋁-銅合金。1910年左右，發(fā)現(xiàn)合金家族中的沉淀物硬化現(xiàn)象。許多這些沉淀物硬化合金在發(fā)展中的飛機(jī)業(yè)產(chǎn)生的效益立竿見影。緊跟著鋁-銅合金，許多其它合金也發(fā)展起來。研究發(fā)現(xiàn)，通過加入像銅（Cu）,錳（Mn）, 鎂（Mg）,硅（Si）和鋅（Zn）和這些元素的混合物，純鋁的各種物理和機(jī)械特征發(fā)生了明顯的變化。許多這些新合金都能匹配質(zhì)量好的碳鋼的承載力——三分之一的重量。

攪拌摩擦焊技術(shù)是英國焊接研究所（The Welding Institute，簡稱 TWI）于1991年發(fā)明的，并于次年在英國申請了發(fā)明專利，同時陸續(xù)在世界各國申請了專利保護(hù)。得到專利保護(hù)并公開以來，攪拌摩擦焊技術(shù)首先并主要在鋁合金、鎂合金等輕金屬結(jié)構(gòu)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，同時在高熔點(diǎn)材料領(lǐng)域也獲得了一定發(fā)展。

在焊接過程中，攪拌針在旋轉(zhuǎn)的同時伸入工件的接縫中，旋轉(zhuǎn)攪拌頭（主要是軸肩）與工件之間的摩擦熱，使焊頭前面的材料發(fā)生強(qiáng)烈塑性變形，然后隨著焊頭的移動，高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背后，從而形成攪拌摩擦焊焊縫。攪拌摩擦焊對設(shè)備的要求并不高，基本的要求是焊頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和工件的相對運(yùn)動，即使一臺銑床也可簡單地達(dá)到小型平板對接焊的要求。但焊接設(shè)備及夾具的剛性是極端重要的。攪拌頭一般采用工具鋼制成，焊頭的長度一般比要求焊接的深度稍短。應(yīng)該指出，攪拌摩擦焊縫結(jié)束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。針對匙孔問題，已有伸縮式攪拌頭研發(fā)成功，焊后不會留下焊接匙孔。

攪拌摩擦焊也存在一定的缺點(diǎn)：

（1）焊接工件必須剛性固定，反面應(yīng)有底板；

（2）焊接結(jié)束攪拌探頭提出工件時，焊縫端頭形成一個鍵孔，并且難以對焊縫進(jìn)行修補(bǔ)；

（3）工具設(shè)計、過程參數(shù)和機(jī)械性能數(shù)據(jù)只在有限的合金范圍內(nèi)可得；

（4）在某種情況下，如特殊領(lǐng)域中要考慮腐蝕性能、殘余應(yīng)力和變形時，性能需進(jìn)一步提高才可實際應(yīng)用；

（5）對板材進(jìn)行單道連接時，焊速不是很高；

（6）攪拌頭的磨損消耗太快等。