铝/镁异种合金搅拌摩擦焊工艺研究进展

李首谊

重庆交通大学机电与车辆工程学院 重庆 400074

1 序言

搅拌摩擦焊（FSW）是20世纪90年代由英国研制出的全新固相焊接方式。由于其摩擦所要求的工作温度较低，焊接后的残余应力与变形小，而且焊接时仅消耗搅拌头，对周围环境污染小、无烟尘、低噪声，所以被广泛应用于轻金属的焊接[1-3]。搅拌摩擦焊对焊接板材的适用范围广，特别是用于焊接铝/镁异种低熔点合金，因其几乎不受工件本身物理、化学性质的影响，故对克服由不同材料的不同性质引起的缺陷问题显示出了巨大优势。镁合金的优点包括重量轻、比强度高、散热性好、减振性好及耐冲击载荷能力强等，而铝合金具有良好的塑性、导电性、导热性和耐腐蚀性等优点[4，5]。铝/镁异种合金的复合分子构造完美融合了两者的优势，弥补各自结构缺陷，因此拥有巨大的科研与商用价值。铝/镁合金在当今已知的轻金属中拥有很高的实用性，因此对于两种合金构件连接的研究，将是未来铝/镁合金的研究热点之一。伴随着铝/镁合金在航空航天（机翼部件）、车辆制造（悬置支架、车门框架、座椅骨架等）、高铁制造（轨道交通焊接件）等领域的广泛应用，搅拌摩擦焊也将得到飞速发展[6-9]。

2 铝/镁异种合金搅拌摩擦焊新工艺

镁是密排六方结构的晶格类型，而铝是面心立方结构。由于两种合金在晶格类型方面存在的差异性，故致使两者在进行焊接处理时溶解度变低、冶金结合的可靠性较差；两种合金焊接中，因高温环境而产生共晶反应得到Al3Mg2和Al12Mg17两种金属间化合物，而金属间化合物易断裂的特性，降低了焊接处的抗拉强度，这也是铝/镁异种合金焊接最主要的难题。当今科研界存在三个主流方式来解决铝/镁合金焊接问题：①在焊接时对热输入进行调控，从而减少金属间化合物的形成。②采用固相焊的方式降低最高温度。③使用搅拌摩擦焊来减少在焊接中的热输入，进而减少焊缝处的冶金反应，使焊接中产生的金属间化合物减少，从而增加接头强度。此外，也可以利用机械互锁的方式在界面处增加机械结合来增强接头强度。机械互锁是在对Al-Mg、Al-Cu等异种材料进行焊接处理时常用的增强焊接处接头强度的方式。尽量减少金属间化合物以及增加机械互锁是产生高品质铝/镁焊接接头的必备条件，金属间化合物层厚度的减少能够使焊缝界面上产生缺陷的概率降低，而良好的机械互锁结构则可以改善应力分布方式，减少裂纹的扩大。目前，主流的研究方法包括：热源及超声波辅助、对接面上增加金属夹层和水下搅拌摩擦焊与静止轴肩搅拌摩擦焊。主要的辅助热源有超声波、电阻热、激光等，常用的填充金属有镍、铜、锌、锡等。随着新工艺的不断涌现，大幅提高了搅拌摩擦焊焊接接头的力学性能，减少了接头可能存在的缺陷，为铝/镁异种合金的实际应用，提供了有力保障[10]。

3 热源辅助搅拌摩擦焊

热源辅助搅拌摩擦焊是一种更先进的复合焊接方法，它利用辅助热源在焊接时进行充分加热而完成固相连接。热源辅助搅拌摩擦焊可分为三个步骤：产热→搅拌→锻压。在整个焊接过程中，搅拌摩擦焊仍然发挥着主要的作用，辅助热源仅起到软化材料、减小阻力的作用[11]。由于辅助热源直接为焊缝提供热量输入，塑性材料增多，材料的流动和转移能力也得到提高，焊缝易于成形，从而减少了塑性材料转移能力不足造成的表面沟槽及内部孔洞等缺陷。陈峥等[12]利用红外热源作为辅助热源完成了对6061-T6铝合金以及AZ31B-H24镁合金的焊接。对接头力学性能以及形成的组织进行综合分析，结果表明：与传统搅拌摩擦焊相比，热源辅助搅拌摩擦焊接头的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了25.4%、20.3%和2.4%，接头抗拉强度分别达到AZ31B-H24镁合金的90.3%和6061-T6铝合金的85.3%。红外热源通过降低焊核区不同金属间的塑性流动状态，来减少Al3Mg2金属间化合物的生成。如图1所示，传统搅拌摩擦焊接头中生成了Al3Mg2和Al12Mg17两种金属间化合物，而红外热源辅助搅拌摩擦焊接头中仅存在少量Al12Mg17相，并且Al3Mg2相消失，从而使搅拌摩擦焊焊接头强度显著提升。

图1 红外热源辅助搅拌摩擦焊与常规搅拌摩擦焊的IMCs对比[12]

CHANG等[13]对A6061-T6铝合金和AZ31B-H24镁合金进行异种材料激光辅助搅拌摩擦焊，并在对接表面添加了镍箔。研究发现：激光加热镍箔，镍均匀分布在铝和镁合金的界面上，促进了镍基金属间化合物相（NiAl和Ni2Mg）的形成，显著减少了脆性金属间化合物的形成，并提高了接头的抗拉强度。

曾浩然等[14]选用厚度均为20mm的5A06铝合金和AZ31B镁合金两种异质金属，利用电阻丝开展了电阻丝辅助加热搅拌摩擦焊试验。研究得出：焊核区的面积与辅助加热温度成正比，温度越高，面积越大。由于辅助温度增加时，导致焊缝底部的最高温度提高且增大了周围金属的软化程度，搅拌针端部附近迁移的塑性金属量得以增多，改善了焊接接头的质量，进而增大了焊缝底部塑性金属向外扩散的趋势，最终显现出焊核区面积增大的现象。

辅助热源搅拌摩擦焊直接为焊缝提供的热输入使材料更易于软化，促进材料的流动，改善接头的力学性能。辅助能量提供的热能降低了对搅拌头转速和焊接速度的要求，不仅使焊接效率得到极大提升，同时使更多的同种、异种材料在进行焊接时可以应用搅拌摩擦焊。

4 超声波辅助搅拌摩擦焊

PARK[15]通过在焊接搅拌头上横向增加超声波振动的方式，形成了超声波辅助搅拌摩擦焊。其工作原理是利用超声波发生器与换能器实现工频交流电到动力势能的转化。首先将电信号的频率由工频提高到超声频，接着将电能转化为超声波机械振动，然后通过超声波传输装置和振动耦合装置将纵向超声波振动传输至搅拌头[16，17]。搅拌头由轴向旋转和横向超声波振动相互作用形成自身运动。在焊接时超声波振动由搅拌头作用到待焊的工件上。白英浩等[18]对6061-T6铝合金和AZ31B-H24镁合金板进行超声波辅助搅拌摩擦焊试验，发现施加超声波振动后不仅能够改善铝/镁异种接头焊缝表面粗糙度，更能够弥补甚至消除接头处存在的缺陷，从而使得焊接工艺窗口得到提高；同时可以在一定程度上降低焊缝材料的硬度，进而使铝/镁异种材料混合面积扩大，在焊接速度为50mm/min时超声波辅助的抗拉强度可达206MPa，对比在同样参数时传统搅拌摩擦焊接头强度，提高了26MPa，提高率为14%。虽然超声波振动不会减少金属间化合物的种类，但可以明显降低金属间化合物的产生，对Al3Mg2相有破碎作用，金属间化合物最大厚度己经由原来的4.5μm减小到了2.6μm，减薄率为42%。焊接过程中的热循环测量结果表明，因为超声波振动产生的机械能转化为热能，所以施加超声波振动后整个焊接过程的温度稍微升高。由此可知，超声波辅助搅拌摩擦焊的技术特点十分突出，是一种具有巨大工业应用潜力的复合搅拌摩擦焊技术。

JI S D等[19]利用超声波辅助研究了6061-T6和AZ31B合金的不同搅拌摩擦焊，以获得高质量接头。研究发现：超声波使得铝镁合金混合更加充分、界面连接线增长且材料流动性增加，提高了机械互锁性能，延缓了裂纹的扩展速度。超声波引起的声学和流动的耦合使部分金属间化合物破碎成碎片或颗粒。当旋转速度为1200r/min、焊接速度为40mm/min、超声波功率为1600W时，接头抗拉强度和伸长率分别达到120MPa和1.5%。

KUMAR等[20]沿搅拌头径向将超声波施加在搅拌头上，对6061铝和AZ31B镁合金进行超声波辅助试验。超声波辅助搅拌摩擦焊的试样在远离熔核区（靠近热影响区）的情况下失效，而传统搅拌摩擦焊的试样在熔核区镁合金侧破裂。结果表明：采用超声波辅助搅拌摩擦焊的试样在熔核区没有出现任何缺陷。而在传统搅拌摩擦焊情况下，它在HAZ附近断裂，这意味着超声波振动有助于减少缺陷的形成，并提高焊接强度，有助于改善焊缝表面粗糙度，进而扩大了焊接窗口。试验结果表明，当旋转速度为1200r/min、焊接速度为50mm/min时，超声波辅助搅拌摩擦焊接头的抗拉强度和伸长率分别提高了17.3%和36.77%，如图2所示。通过施加超声振动显著增加了焊缝材料的软化程度，进而使铝/镁异种材料混合更加充分，结合界面更完善。

图2 传统搅拌摩擦焊和超声波辅助搅拌摩擦焊拉伸试样在1200r/min-50mm/min下的应力-应变曲线[20]

黄林召等[21]对AZ31镁合金和5754铝合金进行超声波辅助搅拌摩擦焊，在旋转速度为800r/min、焊接速度为250mm/min时，对铝/镁异种合金分别进行常规搅拌摩擦焊与超声波辅助搅拌摩擦焊，形成的接头横截面宏观形貌如图3所示。由图3可知，常规搅拌摩擦焊存在焊缝底部热量不足且塑型金属流动性差的问题导致大量孔洞的产生。而在相同条件下，引入超声波振动后，则减少了焊接流变的抵抗力，进而提高了焊缝底部金属的塑性流动性，大幅降低了孔洞的产生。通过对铝/镁异种合金进行超声波辅助搅拌摩擦焊，不仅提高了塑性金属的流动性，使镁铝合金混合更加充分，同时使接头的力学性能有了小幅度的增强。

图3 传统搅拌摩擦焊和超声波辅助搅拌摩擦焊接头横截面宏观形貌

超声波辅助搅拌摩擦焊能改善焊缝成形、减少焊接载荷，使接头内部的孔洞以及隧道缺陷大幅度减少，不仅提升了焊接效率，还改善了晶粒组织。然而，超声波辅助搅拌摩擦焊设备改装较复杂，能源利用率低，成本高，可控性较差。

5 水下搅拌摩擦焊

水下搅拌摩擦焊是浸入式搅拌摩擦焊（SFSW）中最为典型的一种。使用水作为冷却手段降低温度并控制粗化沉淀物，从而提高力学性能，并且比液氮和其他冷却手段更便宜、实用[22]。赵翔等[23]对6061铝合金和AZ31B镁合金展开了水下搅拌摩擦焊搭接试验。结果表明：高速旋转的搅拌头会带动环境中的水进入到搅拌针所形成的空腔内将杂质清洗冲刷出去，水形成循环将部分焊接热量带出，使得最大焊接温度降低且析出相聚集长大现象减少，进而降低焊接热软化效应，使水下环境中焊缝显微硬度有所提高（见图4），并且对于减少毛刺、未焊透缺陷有一定的积极作用。

图4 两种焊接环境中的显微硬度数据拟合曲线对比[23]

杨涛等[24]对7055铝合金和AZ31镁合金展开了水下搅拌摩擦焊试验。研究发现：水介质的冷却作用抑制了晶粒的生长，接头温度明显降低且大幅度抑制了界面处铝、镁元素的扩散，减少了界面处元素间的互相反应，加入水介质后接头的金属间化合物生成量显著降低，界面无法形成明显的IMC连续层，仅有少量微小的Al3Mg2、Al12Mg17、Al2Cu及MgZn2相离散存在。如图5所示， Al/Mg界面结合的更加完善，进而降低了裂纹扩展速度，接头承载力得到了提高，同时使接头的剪切性能得到了增强。

图5 不同转速水下搅拌摩擦焊接头断口XRD物相图谱[24]

王璐等[25]选用轧制态AZ31镁合金和6061-T6铝合金进行水下搅拌摩擦焊试验。结果表明：循环水加快了冷却速度。一方面，降低了镁、铝元素的扩散速度；另一方面，它还避免了大面积成分液化，减少了金属间化合物的生成量，从而提高接头的剪切性能，使铝/镁搭接接头的界面过渡层厚度减小到2.01μm，如图6所示。

图6 不同介质中搅拌摩擦搭接焊后Mg/Al界面横截面SEM图和EDS线扫描分析[25]

MOHAMMAD等[26]对AA5083铝合金和AZ31镁合金分别在空气、水和液氮三种不同环境下，以旋转速度为400r/min和焊接速度为50mm/min进行搅拌摩擦焊连接。结果表明：在液氮中焊接时，接头的峰值温度最高为422℃，在水中为367℃，在空气中为410℃；在水中进行焊接时，接头最高抗拉强度是167MPa，在液氮中是134MPa，在大气中是104MPa；在水中时接头的伸长率最大，在液氮中次之，如图7、图8所示。接头的显微组织分析表明，在水下与液氮中进行焊接时，能够产生光滑的搅拌区界面并且仅有少量混合。伴随着峰值温度的减小，金属间化合物的形成受到明显抑制，因此没有产生明显的晶粒长大现象。然而，当在空气中焊接时，晶粒长大现象以及接头硬度分布变化明显。

图7 不同环境下搅拌摩擦焊接头的峰值温度[26]

图8 不同焊接环境下焊接接头的强度[26]

ZHAO等[27]采用6013铝合金与AZ31镁合金异种金属开展水下搅拌摩擦焊，对接头组织与力学性能进行分析，得出搅拌区存在层片状的再结晶铝合金和镁合金被搅拌在一起，形成复杂的夹层。水下搅拌摩擦焊接头界面产生的金属间化合物层比大气中焊接的焊缝薄，且由于较高的冷却速率，故接头外观更加光滑。水下搅拌摩擦焊异种金属接头的抗拉强度提高到152MPa，约为AZ31镁合金母材的64%，伸长率为1.3%，如图9所示。

图9 母材和焊接接头在不同焊接状态下的拉伸试验结果[27]

水下搅拌摩擦焊提供了较高的冷却速率，降低了焊接峰值温度，减少了金属间化合物的生成，使得接头的力学性能有所提高。

6 添加中间层搅拌摩擦焊

除了由铝/镁合金的物理和化学性能差异引起的焊接缺陷外，还有其自身的特点，即这两种合金在共晶温度下很容易形成易碎的金属间化合物，因此，在原有焊接的基础上，努力避免铝/镁合金之间的大量接触，减少金属间化合物的产生，从而提高接头性能。尝试添加中间金属（Sn、Cu、Zn等）辅助夹层避免铝/镁合金大量接触，减少铝/镁金属间化合物的产生，以改善接头性能。郑博等[28]选用5052铝合金和AZ31B镁合金通过增加锡箔辅助夹层展开搅拌摩擦焊试验。镁和锡之间存在较强的亲和力且极易发生反应产生Mg2Sn，进而起到隔绝铝镁互相反应生成金属间化合物的效果，并且进行焊接时锡箔辅助夹层能够吸收一部分的热量发生熔化现象，进而使得焊接时的实际热输入降低，这也进一步遏制了铝/镁异种材料间的反应。而且相比铝/镁之间的反应，锡与镁更易生成Mg2Sn，从而提高接头力学性能。并且铝/镁焊接时的温度无法达到Mg2Sn的熔点，固态的Mg2Sn不仅大大降低了金属的流动性，也使得铝/镁之间的混杂程度减弱，从而抑制了接头内部脆性金属间化合物的产生，而接头内部分散游离的铝基固溶体、Mg2Sn、Mg17Al12、Mg2Al3复合结构更是增加了接头的强度。并且搅拌头转速与锡箔厚度成反比，锡箔越厚，转速越低。这是由于在有限体积的情况下，随着锡箔量的增大，锡箔熔化所需的热量更多，并且锡箔太厚也使焊接时形成更大阻力，接头成形效果不能达到预期。如图10所示，诸多因素的共同作用使得接头强度随锡箔厚度的增大而降低。当旋转速度为900r/min、焊接速度为25mm/min时，添加0.1mm的锡箔能够使接头最大抗拉强度达165.42MPa。

图10 添加不同厚度锡箔的接头抗拉强度[28]

郑博等[29]对AZ31B/6061异种合金进行搅拌摩擦焊，采用搭接方式，加入锡箔夹层，在旋转速度为1350r/min、焊接速度为50mm/min的条件下，接头拉剪强度最大达51.2MPa，比没有添加夹层时提高了78%，且焊缝处主要金属间化合物为Al12Mg17、Al3Mg2、Mg2Sn。由图11分析可知，由于锡箔夹层的加入提高了镁、铝原子的扩散速率，伴随Mg2Sn的生成，Al12Mg17和Al3Mg2的含量均有所增加。进一步研究得出，Al12Mg17、Al3Mg2、Mg2Sn相的合金形成热量分别为-7.16kJ/mol、-9.80kJ/mol、-23.27kJ/mol、8.10kJ/mol，其中Mg2Sn形成热量绝对值最大，故具有最强的合金化形成能力，最容易形成此相，由此导致Al12Mg17的增量小于Al3Mg2，而Al3Mg2能够提高接头韧性，因此有助于提高接头强度。

图11 焊接接头XRD衍射谱[29]

李佩琪等[30，31]对3mm的压铸态AZ91D镁合金和ADC12铝合金焊接过程中引入第三方金属铜，添加铜元素后对焊接接头产生两种影响。一方面，由于在焊接接头中加入了铜元素，铝、镁元素均能够与铜元素反应生成Al2Cu、MgCu2等金属间化合物，两种金属间化合物都是延性相，相比于焊核区形成的脆性金属间化合物，它们具有较强的塑性，能够在进行搅拌摩擦焊时对搅拌头进行润滑，从而减少摩擦，有利于提高焊缝组织的塑性流动性能，降低Mg17Al12这种脆性金属间化合物的产生，并对减少铝/镁异种合金缺陷有显著效果。另一方面，由于铜具有较高的熔点，在搅拌摩擦焊过程中无法达到铜的熔化温度，导致铜元素与铝、镁元素反应生成 AlCu、Al2Cu、MgCu2等金属间化合物。由于焊接时部分成分产生液化现象，这些金属间化合物同Al12Mg17、Al3Mg2、Si等第二相扩散分布在液相中，液态薄膜的黏度得到提高，导致金属流动性明显下降，进而使其无法完全扩展，致使镁铝间反应生成的金属间化合物减少。

邓威等[32]对AZ31B镁合金和6061铝合金进行搅拌摩擦焊，在铝/镁异种金属中加入锌元素后形成的两侧自由扩散分布搭接接头界面中，锌元素在中间过渡区含量最高。搭接界面中主要由Al12Mg17、Al3Mg2、MgZn、Mg2Zn11等物相组成，可能包含Al5Mg11Zn4、AlMg4Zn11、AlMg2Zn等三元合金相，如图12所示。加锌元素后，经反应产生的铝固溶体及锌固溶体抑制了存在于界面结合区的Al3Mg2及Al12Mg17金属间化合物的产生，从而提高了搭接接头的力学性能。靠近镁合金侧的组织，可能存在Al12Mg17、Al5Mg11Zn4和Mg-Zn共晶组织；而与铝合金侧较近的，可能存在Al3Mg2、Mg/Zn/Al三元共晶组织。

图12 加入锌箔后旋转速度为900r/min时搭接接头XRD衍射分析图[32]

牛士玉等[33，34]使用搅拌摩擦焊对AZ31B镁合金和7075-T6铝合金进行搭接试验，纯锌箔作为中间层，探究锌夹层的作用机制。研究得出：加入锌箔夹层后，轴肩变形区的黏性变弱且材料的塑性应力变小，材料塑性流动增强，进而使得碎裂的铝合金进入到轴肩变形区的量增大， Cold-lap尺寸变小且有利于机械互锁的形成。引入锌箔夹层后搭接接头的机械互锁性能得到大幅提高，边界长度和有效搭接宽度得到改善，并且离散且体积小的Mg-Zn及Al-Mg-Zn 金属间化合物取代了铝/镁金属间化合物散布在轴肩变形区，大大提高了接头抗拉伸及剪切的能力。另外，添加的锌箔厚度不同，塔接接头成形效果也存在显著的不同。当锌箔变厚时，有效搭接宽度也增大，轴肩变形区与热机影响区在下板中的边界长度在采用0.05mm锌夹层时取得最大值。

添加合适的中间层可有效调控不同焊接工艺铝/镁异种接头的组织与性能。一方面，中间层优先与母材反应，生成性能更优的物相；另一方面，中间层能够吸收部分热量且抑制界面处金属间的相互渗透，从而减少金属间化合物的产生。

7 静止轴肩搅拌摩擦焊

静止轴肩搅拌摩擦焊（SSFSW）指在焊接时只有内部的搅拌针旋转而轴肩不发生旋转，仅沿着焊接方向进行平移的新型搅拌摩擦焊[35]。由于在焊接时产生的热量较低，进而并未对接头性能产生较大的损耗，且焊缝处并未有静止轴肩的挤压，因此焊缝不会变薄。WU等[36]对3mm厚的6061-T6铝合金和AZ31B镁合金薄板采用静止轴肩搅拌摩擦焊。结果表明：采用合适的焊接参数，接头的抗拉强度最大值达137MPa，比传统搅拌摩擦焊接头在静拉伸条件下的最大承载能力增强了130%；静止轴肩搅拌摩擦焊使搅拌针不具有附着性，进而使塑性金属材料的流动速度得到提升，使铝/镁合金更加充分地混合，进而形成更完善的机械互锁并使界面连接长度增加。并且伴随着静止轴肩能够迅速完成冷却，铝/镁连接界面产生的金属间化合物层变薄。

LIU等[37]自主研制了底部存在6个槽的无搅拌针静止轴肩搅拌工具，对6061-T6Al和AZ31B镁合金分别开展无搅拌针静止轴肩辅助工具和静止轴肩搅拌摩擦焊工艺的试验，来降低材料在搅拌针上的附着。结果表明：不同于传统的静止轴肩搅拌摩擦焊，使用该自制工具后表面成形效果有了明显改善，经机械搅拌后金属间混合速度增加，焊接参数窗口得到扩展，金属间化合物层变薄。静止轴肩还能够抑制材料的流出，降低接头裂纹产生的概率。静止轴肩不仅提高了生产效率并改善了机械互锁，也可以延迟金属间化合物的生长，有利于提高拉伸性能。

LIU等[38]对6061-T6铝合金和AZ31B镁合金开展了基于静止轴肩系统的超声波辅助搅拌摩擦焊，来观察引入静止轴肩系统后能否抑制铝/镁异种材料间ICMs的产生，而金属间化合物正是导致裂纹产生的主要形成因素以及主要传播途径。结果表明：产生于焊核区底部且具有插层结构的“洋葱环”，能够提高机械互锁，超声波通过振动与声流把存在于前进测的热机影响区附近的连续金属间化合物层击碎变为离散颗粒状，进而使接头的拉伸性能得到提高，超声波辅助摩擦搅拌焊接头抗拉强度和伸长率的最大值分别为152.4MPa、1.9%；断裂路径从传统搅拌摩擦焊的前进侧的热机影响区附近的铝/镁界面变为超声波辅助搅拌摩擦焊在焊核区的后退侧处的铝/镁界面，如图13所示。

图13 两种工艺下搅拌摩擦焊接头的宏观结构[38]

JI等[39，40]对6061-T6铝合金与AZ31B镁合金分别进行搅拌摩擦焊与静止轴肩搅拌摩擦焊，来观察相同条件下两种搅拌摩擦焊接头的表面成形、显微组织和力学性能产生的差异。结果表明：不同于传统搅拌摩擦焊，引入静止轴肩后生成的接头表面光滑且没有缺陷；静止轴肩提高了冷却速度，降低了搅拌针表面的附着性，使焊核区能进入更多材料，显著提高了铝-镁合金的焊接性；焊核区由含有重结晶铝和镁晶粒的复杂插层结构组成，而金属间化合物出现在铝和镁层的界面处。

静止轴肩搅拌摩擦焊减少了飞边缺陷出现的可能，抑制了塑化材料从转动的搅拌针两侧挤出，防止孔洞缺陷的形成；静止轴肩有利于提高冷却速度，减薄了金属间化合物层厚度，拓宽了焊接参数。

8 结束语

随着搅拌摩擦焊新技术的不断发展和完善，搅拌摩擦焊的应用空间将进一步扩大。新型搅拌摩擦焊技术将促进制造业更快更好地发展。同时，这些新技术也将有更广阔的市场，在不久的未来将迎来快速发展和应用的高峰。在为提高接头质量方面，搅拌摩擦焊技术在铝/镁异种合金超声波辅助搅拌摩擦焊、水下搅拌摩擦焊、添加中间层搅拌摩擦焊等复合焊接方法取得了诸多成果，但在辅助热源搅拌摩擦焊、静止轴肩搅拌摩擦焊对异种合金的研究仍然存在不足。目前，对铝/镁异种合金接头焊缝微观组织的研究主要集中在微观组织的形貌特征、晶粒组织的形态和尺寸大小方面，而对更深入的晶粒织构、晶粒取向及位错密度等研究不够。