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(duì)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(gè)例子，防腐性和電導(dǎo)性。但是，由于純鋁承載率相對(duì)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(duì)小量的合金元素，鋁的特性會(huì)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(jiàn)影。緊跟著鋁-銅合金，許多其它合金也發(fā)展起來(lái)。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)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。

許多新的適合結(jié)構(gòu)應(yīng)用的鋁合金的發(fā)展又提出了一個(gè)問(wèn)題，就是找到合適的連接方法。首先要有合適的母材。但如果沒(méi)有連接這一材料的實(shí)際可行的方法，把這種材料作為裝配材料也不現(xiàn)實(shí)。

攪拌摩擦焊技術(shù)是英國(guó)焊接研究所（The Welding Institute，簡(jiǎn)稱 TWI）于1991年發(fā)明的，并于次年在英國(guó)申請(qǐng)了發(fā)明專利，同時(shí)陸續(xù)在世界各國(guó)申請(qǐng)了專利保護(hù)。得到專利保護(hù)并公開(kāi)以來(lái)，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(lái)越廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在高熔點(diǎn)材料領(lǐng)域也獲得了一定發(fā)展。

在焊接過(guò)程中，攪拌針在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)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(dòng)，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(duì)設(shè)備的要求并不高，基本的要求是焊頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即使一臺(tái)銑床也可簡(jiǎn)單地達(dá)到小型平板對(duì)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(zhǎng)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(shí)在終端留下個(gè)匙孔。通常這個(gè)匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。針對(duì)匙孔問(wèn)題，已有伸縮式攪拌頭研發(fā)成功，焊后不會(huì)留下焊接匙孔。