搅拌摩擦焊接（FSW）早期研究主要集中于比较容易焊接的铝合金和镁合金，后续的结果表明FSW对高熔点金属的焊接也具有一定优势。然而，对于高熔点金属的FSW，由于温度急剧升高，焊接工况极为复杂，对焊接工具的要求非常苛刻，成为制约高熔点金属FSW的瓶颈。课题组研究人员利用本单位在材料研发方面的优势，对高熔点焊接工具进行了自主研发，目前已成功研制出性能优异的铜合金专用焊接工具，可焊厚度为1 mm-90 mm，且成功应用于Cu-Cr-Zr超厚板的焊接，解决了某型号的焊接难题。此外，利用商业纯铜在低温下仍然具有优异塑性变形能力的特点，开发出了低温FSW工艺，利用常规的H13工具钢制焊接工具成功实现了冷轧态纯铜的等强度焊接。

　　此外，课题组人员还研发出成本较低的分体式钢、钛合金专用焊接工具，并对其FSW过程中的组织转变机理和力学性能进行了深入研究。对于钛合金FSW接头中是否存在TMAZ，长期以来颇具争议，通过深入的SEM、EBSD和TEM研究发现，TC4钛合金FSW接头中存在具有变形流线特征但宽度极小的TMAZ，且TMAZ的微观组织随工艺参数的变化明显不同。从而澄清了钛合金FSW接头中TMAZ是否存在这一争端，确定TMAZ确实存在，并且为接头的薄弱区。同时阐明了争议产生的原因并非相变，而是钛合金低导热率和高强度综合所致。

　　课题组人员还对低碳钢、中碳钢、低合金钢、超高强钢以及高氮不锈钢等多种钢进行了FSW研究，低热输入条件下在低合金钢中可获得晶粒尺寸为340 nm的超细晶等轴铁素体组织和铁素体-马氏体超细双相组织，力学性能优异。同时，开展了强度1 GPa以上的QP1180和DP1180超高强钢的FSW，成功实现了QP1180超高强钢的等强度焊接。对高氮不锈钢的FSW表明，焊核区的晶粒得到明显细化，氮元素无明显损失，其耐腐蚀性能相比母材显著提高。