在发现生产铝这种节约成本的材料的合适方法后，下一步就是对这种基础材料进行加工和改良。

纯铝有一些独特而重要的特征。举个例子，防腐性和电导性。但是，由于纯铝承载率相对较低，所以不是进行结构焊接装配的材料。人们很快发现，在纯铝中添加相对小量的合金元素，铝的特性会发生很大改变。生产批铝合金，其中之一就是铝-铜合金。1910年左右，发现合金家族中的沉淀物硬化现象。许多这些沉淀物硬化合金在发展中的飞机业产生的效益立竿见影。紧跟着铝-铜合金，许多其它合金也发展起来。研究发现，通过加入像铜（Cu）,锰（Mn）, 镁（Mg）,硅（Si）和锌（Zn）和这些元素的混合物，纯铝的各种物理和机械特征发生了明显的变化。许多这些新合金都能匹配质量好的碳钢的承载力——三分之一的重量。

搅拌摩擦焊技术是英国焊接研究所（The Welding Institute，简称 TWI）于1991年发明的，并于次年在英国申请了发明专利，同时陆续在世界各国申请了专利保护。得到专利保护并公开以来，搅拌摩擦焊技术首先并主要在铝合金、镁合金等轻金属结构领域得到越来越广泛的应用，同时在高熔点材料领域也获得了一定发展。

在焊接过程中，搅拌针在旋转的同时伸入工件的接缝中，旋转搅拌头（主要是轴肩）与工件之间的摩擦热，使焊头前面的材料发生强烈塑性变形，然后随着焊头的移动，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。搅拌摩擦焊对设备的要求并不高，基本的要求是焊头的旋转运动和工件的相对运动，即使一台铣床也可简单地达到小型平板对接焊的要求。但焊接设备及夹具的刚性是极端重要的。搅拌头一般采用工具钢制成，焊头的长度一般比要求焊接的深度稍短。应该指出，搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。针对匙孔问题，已有伸缩式搅拌头研发成功，焊后不会留下焊接匙孔。

搅拌摩擦焊也存在一定的缺点：

（1）焊接工件必须刚性固定，反面应有底板；

（2）焊接结束搅拌探头提出工件时，焊缝端头形成一个键孔，并且难以对焊缝进行修补；

（3）工具设计、过程参数和机械性能数据只在有限的合金范围内可得；

（4）在某种情况下，如特殊领域中要考虑腐蚀性能、残余应力和变形时，性能需进一步提高才可实际应用；

（5）对板材进行单道连接时，焊速不是很高；

（6）搅拌头的磨损消耗太快等。