搅拌摩擦焊的原理如图8-1所示，它是利用带有特殊形状的硬质搅拌指棒的搅拌头旋转着插入被焊接头，与被焊金属摩擦生热，通过搅拌摩擦，同时结合搅拌头对焊缝金属的挤压，使接头金属处于塑性状态，搅拌指棒边旋转边沿着焊接方向向前移动，在热—机联合作用下形成致密的金属间结合，实现材料的连接。

图8-1 搅拌摩擦焊的原理(www.daowen.com)

搅拌头由特殊形状的搅拌指棒和轴肩组成。搅拌指棒的长度等于板厚，但一般情况下，它的长度比母材的厚度稍短一些；而轴肩的直径大于搅拌指棒的直径。搅拌头轴肩的作用有三：一是可以保证搅拌指棒插入的深度；二是轴肩与被焊材料的表面紧密接触，防止处于塑性状态的母材表面金属排出而造成的损失和氧化；三是与母材表面摩擦生热，提供部分焊接所需要的搅拌摩擦热。搅拌摩擦焊接头焊缝的最大宽度决定于搅拌指棒肩部直径大小，搅拌指棒要求有特殊的形状，一般要用具有良好耐高温性能的抗磨损材料制造。对于铝及铝合金等轻型合金材料，在焊接过程中搅拌头的磨损程度很小。焊接过程中，因为搅拌头对焊接区域的材料具有向下挤压和侧向挤压的倾向，所以焊件要夹装背垫和夹紧固定，以便承受搅拌头施加的轴向力、纵向力（沿着焊接方向）以及侧向力。通过研究，在对接接头中，搅拌摩擦焊对焊接接头的形状、清洁度以及接头装配间隙均有较大的工艺裕度，如搅拌摩擦焊对接焊时在接头间隙为厚度10%的条件下，同样可以得到优良的焊接接头。