這些合金的化學(xué)性質(zhì)凝固特性不好，容易產(chǎn)生凝固裂紋。為了發(fā)展合適的焊接工藝，不產(chǎn)生有裂紋的焊縫，必須掌握每種不同的合金的凝固裂紋敏感性。這一焊接發(fā)展工作從本身來說就是一個大工程。許多工作由鋁母材制造商完成，因為他們方便知道鋁的可靠焊接方法和工藝，同時也鋁裝配工完成，他們也知道這種新型材料的潛力，很希望使用它。美國焊接發(fā)展的兩個先鋒是ALCOA（美國鋁公司）和Kaiser 鋁化學(xué)公司，都有出版物；焊接ALCOA鋁早在1954年出版（見圖1），焊接Kaiser鋁早在1967年出版。
鋁作為結(jié)構(gòu)金屬的突破是隨著二十世紀(jì)四十年代惰性氣體焊接工藝的出現(xiàn)而實現(xiàn)的。比如，GMAW（氣體金屬電弧焊），也叫MIG（熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊）；GTAW（氣體鎢極電弧焊），也叫TIG（鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊）。隨著在焊接中出現(xiàn)使用惰性氣體保護(hù)熔化鋁的焊接工藝，就可能以高速，打出高質(zhì)量，高承載力焊縫，沒有腐蝕焊劑。
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)運動和工件的相對運動，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(FrictionStir Welding簡稱FSW)是英國焊接研究所(TWI)于1991年10月提出的發(fā)明專利。攪拌摩擦焊工藝初主要用于解決鋁合金等低熔點材料的焊接，關(guān)于攪拌摩擦焊工藝的特點和應(yīng)用等，TWI進(jìn)行了較多的研究，并于1993年、1995年分別申請了專利。TWI主要是與航空航天、海洋、道路交通、鋁材廠、焊接設(shè)備制造廠等大公司聯(lián)合，以團(tuán)體贊助或合作的形式開發(fā)這種技術(shù)，擴大其應(yīng)用范圍。美國的愛迪生焊接研究所(Edisonwelding Institute，簡稱EWI)與TWI密切協(xié)作，也在進(jìn)行FSW工藝的研究。美田的美國洛克希德·馬丁航空航天公司、馬歇爾航天飛行中心、美國海軍研究所、Dartmouth大學(xué)、德克薩斯大學(xué)、阿肯色斯大學(xué)、南卡羅利納大學(xué)、德國的Stuttgart大學(xué)、澳大利亞的Adelaide大學(xué)、澳大利亞焊接研究所等都從不同角度對攪拌摩擦焊進(jìn)行了專門研究。
