异种材料的焊接可以充分发挥两种材料各自的优势，可优化结构设计，具有非常重要的应用价值，一直是工业制造中重点关注的问题。然而，异种材料的焊接比同种材料难度明显提高，比如对于异种金属，通常两者的熔点、硬度等物理化学性能差异巨大，焊缝成形极其困难，且极易生成脆性金属间化合物，无法用传统熔化焊工艺进行焊接。搅拌摩擦焊接（FSW）作为一种固相焊接技术，焊接形式灵活多样，在异种材料的焊接中具有非常好的应用前景。课题组研究人员针对铝-铜、铝-钢、铝-镁、镁-钢、铝-非晶、金属-塑料等多种体系开展了研究，取得了良好的焊接效果。

　　对于铝合金和高熔点的金属（铝-铜、铝-钢等），两者之间可以发生化学反应，形成冶金结合，然而如参数控制不当可生成过量金属间化合物，造成接头性能严重下降。课题组人员通过大量研究阐明了此类异种金属界面结合机制及关键影响因素，提出了协调材料均衡流动的新思路与界面结构调控准则，取得了优异的焊接性能，并创立了基于调控界面金属间化合物层厚的异种金属高质量焊接技术路线。

　　金属/树脂及其复合材料的焊接是国际焊接领域的一个研究热点。课题组人员在金属/树脂的FSW方面进行了多年的研究探索，并取得了良好的焊接效果。采用FSW搭接实现了铝、镁、铜、钢等多种金属与聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、双马来酰亚胺及其短纤维、连续纤维增强CFRP等的高速高质量焊接；阐明了金属/树脂焊接机理，明确了影响接头强度的主要因素，进一步得到与母材等强度无气泡的高质量异种接头；课题组人员在日本留学期间通过与Hitachi公司合作，首次采用焊接机器人成功实现了金属/CFRP平面及三维曲面的高强度自动焊接，为金属/树脂材料接头实现工业应用提供了重要途径。