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攪拌頭材料的選擇
由于攪拌摩擦焊接所需要的熱源主要來源于攪拌頭和工件材料的摩擦熱，焊接過程攪拌頭又需要承受高溫、頂鍛壓力、摩擦扭矩、行進阻力等聯合作用，所以攪拌頭的材料應具備以下基本特征：熱硬性、耐磨性、抗蠕變性、耐沖擊性、易加工性、材料惰性、優良的摩擦效果等。
目前常用的攪拌頭材料主要有三種：高溫合金、熱作模具鋼及硬質合金。高溫合金以 gh4169為例雖然能在700攝氏度下保持較好的性能，但在400攝氏度以上的焊接工作溫度下損耗-；熱作模具鋼以h13為例工作溫度一般在540攝氏度左右，龍門攪拌摩擦焊，在其工作范圍內顯然不適合進高熔點的金屬及其合金的焊接；對于硬質合金，碳化鎢wc占據著非常重要的位置，wc-co系硬質合金在wc基硬質合金中又具有的抗彎強度、抗壓強度、沖擊韌性及彈性模量，在焊接低熔點材料時，wc-co硬質合金攪拌頭可以焊接很大長度的焊縫而幾乎沒有損耗，焊接高熔點材料時，其優良的耐磨性及高溫性能又可以-焊縫的穩定[2]。除了以上三種常用材料之外，-用于攪拌頭制作的材料還有聚晶立方氮化硼等，
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攪拌頭軸肩下壓量
攪拌頭軸肩下壓量其實是焊接過程中焊接壓力的一種表示方法，攪拌摩擦焊接工藝過程中，只有通過施加足夠的焊接壓力才能在攪拌焊頭和焊件之間獲得摩擦力進而獲得足夠的摩擦熱能。同時，焊接壓力還起到-塑性流體外溢-焊縫成型的作用。因此，攪拌頭軸肩下壓量的大小對焊接有重要的影響。
圖4攪拌頭軸肩不同下壓量時的焊縫宏觀形貌
試驗過程中，在保持旋轉速度和焊接速度不變的情況下，通過改變攪拌頭軸肩下壓量，觀察焊接壓力對攪拌摩擦焊焊縫成型的影響，結果表明，對于一定結構尺寸的攪拌焊頭，存在一個合適的焊接壓力范圍與其相對應。當轉速為1200r/min，焊速為40mm/min時，軸肩下壓量在015~0.2mm之間時，可獲得表面成型-的焊縫。當下壓量低于0.15mm時，焊縫內部組織疏松或出現孔洞、隧道型缺陷，在焊縫表面出現溝槽，甚至肩部對焊接區起不到封閉作用而使焊縫.金屬流外溢。如圖4a所示，焊縫左邊部分軸肩下壓量為0.12mm，此時焊接壓力不夠，攪拌摩擦焊中心，在焊縫表面出現溝槽;焊縫右邊部分軸肩下壓量為0.15mm，溝槽現象消失，焊縫成型-。圖4b是軸肩下壓量為0.19mm時的焊縫，焊縫表面成形-沒有飛邊產生。圖4c、圖4d是下壓量分別為0.2mm和0.25mm時，焊縫表面產生飛邊。下壓量為0.2mm時，只在后退面上產生少量的飛邊;當下壓量繼續增加到0.25mm時，在前進面和后退面上都有飛邊產生，而且-明顯。
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攪拌摩擦焊參數的選擇
攪拌摩擦焊接是一個復雜的過程，在攪拌頭確定的前提下，攪拌摩擦焊的工藝參數是攪拌頭的旋轉速度r、焊接速度v和軸肩的下壓量。攪拌摩擦焊焊接接頭的成型特點及性能和攪拌摩擦焊過程中單位長度焊縫吸收的能量有密切的關系，而單位長度焊縫吸收的能量同旋轉速度與焊接速度的比值r/v有關，r/v值越大，表明攪拌頭在單位長度的焊縫上旋轉的次數越多，則輸入材料內的熱量越多，焊區的溫度越高。反之，r/v值越小，則焊區的溫度越低。
攪拌摩擦焊工藝試驗過程中，在焊接壓力及焊接速度不變的情況下(焊接速度為40mm/min，下壓量為0.17mm)，攪拌頭旋轉速度較低時，摩擦產熱功率小，焊接區金屬不能達到熱塑性狀態，不-形成熱塑性流動層，使得攪拌摩擦焊過程類似于金屬的銑削加工，從而在焊縫表面產生溝槽。圖1a為攪拌頭轉速為1000r/min時在焊縫表面產生溝槽。由于熱輸入不夠，焊縫區金屬不能完全塑化，鋁合金薄板攪拌摩擦焊，塑性流動不夠，使得部分鎂合金粘附在攪拌頭上，不能形成閉合的焊縫。此時由于攪拌頭的探針上粘附了鎂合金，其起攪拌作用的部分尺寸有所增加，使得焊縫背面出現焊透的現象(圖1b);當攪拌頭轉速提高為1100r/min時，焊接區內摩擦產熱量增加，在接近試樣表面的攪拌焊針周圍，首先形成熱塑性流動層，攪拌摩擦焊，但在焊縫的內部，由于熱塑性層的溫度相對較低，還無法完成流動、填充、擠壓、擴散過程，焊縫表面的溝槽雖然消失，但如果沿焊縫的橫截面將其切開，則焊縫內部可能有孔洞甚至出現隧道型缺陷，不能形成-的固相連接;如果攪拌頭旋轉速度繼續增加到1200r/min，由于熱輸入的增加，熱塑性層逐漸擴大和流動，使得焊縫中的孔洞和隧道消失，形成致密的焊縫(圖1)。當攪拌頭轉速超過1500r/min時，由于旋轉速度過高造成熱輸入過大而導致焊縫金屬過熱，甚至局部產生熔化現象。
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