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。
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)。
攪拌摩擦焊方法與常規(guī)摩擦焊一樣。攪拌摩擦焊也是利用摩擦熱與塑性變形熱作為焊接熱源。不同之處在于攪拌摩擦焊焊接過程是由一個(gè)圓柱體或其他形狀（如帶螺紋圓柱體）的攪拌針(welding pin)伸入工件的接縫處，通過焊頭的高速旋轉(zhuǎn)，使其與焊接工件材料摩擦，從而使連接部位的材料溫度升高軟化。同時(shí)對(duì)材料進(jìn)行攪拌摩擦來完成焊接的。焊接過程如圖《攪拌摩擦焊示意圖》所示。在焊接過程中工件要?jiǎng)傂怨潭ㄔ诒硥|上，焊頭邊高速旋轉(zhuǎn)，邊沿工件的接縫與工件相對(duì)移動(dòng)。焊頭的突出段伸進(jìn)材料內(nèi)部進(jìn)行摩擦和攪拌，焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱，并用于防止塑性狀態(tài)材料的溢出，同時(shí)可以起到清除表面氧化膜的作用。
攪拌摩擦焊主要是用在熔化溫度較低的有色金屬，如Al、cu等合金。這和攪拌頭的材料選擇及攪拌頭的工作壽命有關(guān)。當(dāng)然，這也和有色金屬熔化焊接相對(duì)困難有關(guān)，迫使人們?cè)谟猩饘俸附訒r(shí)尋找非熔化的焊接方法。對(duì)于延性好、容易發(fā)生塑性變形的黑色材料，經(jīng)輔助加熱或利用其超塑性，也有可能實(shí)現(xiàn)攪拌摩擦焊，但這就要看熔化焊和攪拌摩擦焊哪個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更合理來決定。
