在焊接过程中，搅拌针在旋转的同时伸入工件的接缝中，旋转搅拌头(主要是轴肩)与工件之间的摩擦热，使焊头前面的材料发生强烈塑性变形，然后随着焊头的移动，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。搅拌摩擦焊对设备的要求并不高，最基本的要求是焊头的旋转运动和工件的相对运动，即使一台铣床也可简单地达到小型平板对接焊的要求。但焊接设备及夹具的刚性是极端重要的。搅拌头一般采用工具钢制成，焊头的长度一般比要求焊接的深度稍短。应该指出，搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。针对匙孔问题，已有伸缩式搅拌头研发成功，焊后不会留下焊接匙孔。

        摩擦搅拌焊主轴作用：轴肩—通过摩擦提供焊接区材料塑化所需的热能。轴肩端部形状是内凹的，可保证其下方的软化材料在焊接过程中受到向内的作用力并发生聚集，防止已经塑性化的材料从焊接区中溢出，并对搅拌针后方所形成的空腔进行填充，保证焊缝良好成形。搅拌针—除了通过摩擦提供焊接所需的一部分热量外，主要是机械地破坏待焊母材原有的对接面，并使附近区域受到强烈的搅拌，造成对接表面及其附近材料的充分混合，形成具有大变形特征的、由细小等轴晶粒组成的焊核。

         搅拌头的寿命主要是以搅拌指棒根部的损伤为衡量标准。由于搅拌指棒根部易发生高温疲劳或剪切破坏，而造成损伤。

         初步试验结果表明，搅拌头的材质、形状、被焊工件的板厚各异以及焊接工艺参数不同，其寿命会有差别。在实际施焊过程中，以达到规定的焊缝长度或达到规定的使用时间为其寿命。