Aracın tasarımıİyi bir alet hem kaynak kalitesini hem de mümkün olan en yüksek kaynak hızını artırabileceğinden kritik bir faktördür.
Alet malzemesinin kaynak sıcaklığında yeterince güçlü, tok ve aşınmaya dayanıklı olması istenir. Ayrıca iyi bir oksidasyon direncine ve düşük birısı iletkenliğitahrik hattının yukarısındaki makinelerde ısı kaybını ve termal hasarı en aza indirmek için. Sıcak işlenmiştakım çeliğiAISI H13 gibi malzemeler, 0.5 – 50 mm kalınlık aralığındaki alüminyum alaşımlarının kaynaklanması için mükemmel bir şekilde kabul edilebilir olduğunu kanıtlamıştır ancak son derece aşındırıcı uygulamalar gibi daha zorlu uygulamalar için daha gelişmiş takım malzemeleri gereklidirmetal matrisli kompozitlerveya çelik veya titanyum gibi daha yüksek erime noktasına sahip malzemeler.
Takım tasarımındaki iyileştirmelerin üretkenlik ve kalitede önemli iyileştirmelere neden olduğu gösterilmiştir. TWI, özellikle penetrasyon derinliğini artırmak ve böylece başarılı bir şekilde kaynaklanabilen plaka kalınlıklarını artırmak için tasarlanmış takımlar geliştirmiştir. Bir örnek, malzemenin aşağı doğru akışını iyileştirmek için yeniden giriş özelliklerine sahip konik bir pim veya değişken aralıklı bir diş kullanan "burgu" tasarımıdır. Ek tasarımlar arasında Triflute ve Trivex serileri bulunur. Triflute tasarımı, takımın etrafındaki malzeme hareketini artırdığı görülen üç konik, dişli yeniden giriş kanalından oluşan karmaşık bir sisteme sahiptir. Trivex takımları daha basit, silindirik olmayan bir pim kullanır ve kaynak sırasında takıma etki eden kuvvetleri azalttığı bulunmuştur.
Aletlerin çoğu, pim tarafından yerinden oynatılan malzeme için bir kaçış hacmi görevi gören, malzemenin omuzun yanlarından dışarı çıkmasını önleyen ve aşağı doğru basıncı ve dolayısıyla aletin arkasındaki malzemenin iyi dövülmesini sağlayan içbükey bir omuz profiline sahiptir. Triflute aleti, kaynak üst katmanlarında ek malzeme hareketi üretmeyi amaçlayan, yüzeye işlenmiş bir dizi eş merkezli oluğa sahip alternatif bir sistem kullanır.
Çelik ve diğer sert alaşımlar için sürtünme karıştırma kaynak işleminin yaygın ticari uygulamaları şunlardır:titanyum alaşımlarımaliyet etkin ve dayanıklı araçların geliştirilmesini gerektirecektir. Malzeme seçimi, tasarım ve maliyet, sert malzemelerin kaynaklanması için ticari olarak yararlı araçların aranmasında önemli hususlardır. Araç malzemesinin bileşiminin, yapısının, özelliklerinin ve geometrisinin performans, dayanıklılık ve maliyet üzerindeki etkilerini daha iyi anlamak için çalışmalar devam etmektedir.
Takım dönüşü ve hareket hızları
Sürtünme-karıştırma kaynağında dikkate alınması gereken iki takım hızı vardır; takımın ne kadar hızlı döndüğü ve arayüz boyunca ne kadar hızlı hareket ettiği. Bu iki parametre oldukça önemlidir ve başarılı ve verimli bir kaynak döngüsü sağlamak için dikkatle seçilmelidir. Dönme hızı, kaynak hızı ve kaynak sırasında ısı girişi arasındaki ilişki karmaşıktır ancak genel olarak dönme hızını artırmanın veya hareket hızını azaltmanın daha sıcak bir kaynakla sonuçlanacağı söylenebilir. Başarılı bir kaynak üretmek için, takımı çevreleyen malzemenin gerekli geniş plastik akışına olanak sağlayacak ve takıma etki eden kuvvetleri en aza indirecek kadar sıcak olması gerekir. Malzeme çok soğuksa karıştırma bölgesinde boşluklar veya diğer kusurlar bulunabilir ve aşırı durumlarda takım kırılabilir.
Öte yandan aşırı yüksek ısı girişi, kaynağın son özelliklerine zarar verebilir. Teorik olarak, bu düşük erime noktalı fazların sıvılaştırılması nedeniyle kusurlara bile yol açabilir (füzyon kaynaklarındaki sıvılaştırma çatlamasına benzer). Bu rekabet eden talepler, bir "işleme penceresi" kavramına yol açar: işleme parametreleri aralığı, yani iyi kalitede bir kaynak üretecek takım dönüşü ve hareket hızıkaynak. Bu pencere içerisinde, ortaya çıkan kaynak, yeterli malzeme plastisitesini garanti altına almak için yeterince yüksek bir ısı girişine sahip olacak, ancak kaynak özelliklerinin aşırı derecede bozulmasına neden olmayacak kadar yüksek olmayacaktır.
