在搅拌摩擦焊接过程中会出现热输入过大的现象发生，因此研究了由搅拌摩擦焊接的衍生出来的水下搅拌摩擦焊。整个焊接样本是在水下完成的，或者喷水和或者水一直在样品表面流动。这个方法在焊接时对防止过热是有效的[18]。86175

Sakurada[19]等人是首先研究水下搅拌摩擦焊的，焊接的材料是6061铝合金。他们的研究表明即使样品在水下焊接时也能产生足够的摩擦 [20]。最近这些年，一些研究结果解释了水下搅拌摩擦焊接的实用。Thomas[21]采用了水下搅拌摩擦焊接作为提高6061铝合金接头强度的方法。Hofmann和Vecchio[22]用水下搅拌摩擦焊在材料中可以得到好的颗粒。

Kuai-she Wang [23]等人研究的2017铝合金板的超细晶（UFG）结构是由水下搅拌摩擦焊和等径角挤压下产生。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度计分析了FSW接头的显微组织和力学性能。结果表明，平均晶粒尺寸的超细晶组织是从水冷却焊点中获得。然而，FSW接头具有软化与超细晶材料和热影响区具有最低的硬度是由于强化相的粗化。论文网

孙增强[24]等人研究了在不同控制冷却条件下，发现了FSW焊接头焊核区、热机影响区、热影响区组织均发生了明显变化。焊核区晶粒尺寸与母材相比都得到了细化。热影响区的范围随焊接环境温度的升高逐渐变宽，并且与母材有明显的分界。在相同冷却条件下，焊接接头的抗拉强度随转速的提高而升高。随着焊接环境温度的升高，接头抗拉强度和硬度逐渐提高。研究发现控制冷却是一种有效提高搅拌摩擦焊接头强度与韧性的工艺方法。

王快社[25]等人研究了分别在空气和循环水冷条件下对2024-T4铝合金板进行搅拌摩擦焊接,研究了水冷介质对FSW接头组织性能的影响。结果表明:循环水冷介质具有明显的瞬时快冷作用,水冷介质下FSW可以显著细化晶粒,并抑制焊核区析出相的生长,焊核区的平均晶粒尺寸达到700 nm,析出相尺寸达到30～200 nm。水冷介质减弱了FSW接头的热软化效应,改善了接头的组织和性能,使焊核区HV显微硬度值提高了234 MPa,接头抗拉强度提高了52。2 MPa,但试样延伸率有所下降。

宋继超[26]等人采用搅拌摩擦焊焊接厚度为2．75 mm的2519A铝合金板材。分别研究在空气和水流中冷却对焊接性能和焊缝组织的影响。实验结果表明：在旋转速度为2 700 r／rain，焊接速度为60 rpm条件下，水冷焊接得到美观并无明显缺陷的接头，提高了接头强度，抗拉强度达到340 MPa；在水冷条件下，热影响区的范围变窄，热影响区平均硬度提高，焊核区晶粒粒度比空冷条件下的更加小，硬度几乎呈直线分布；而在空冷条件下，焊核区硬度呈先上升后下降趋势，变化明显，水冷焊核区平均硬度低于空冷条件下平均硬度，这是因为空冷焊接能够提高固溶度并促进随后的时效发生。

W。F。 Xua[27]等人研究了用三片（顶部，中部和底部）通过工件厚度的影响在优化焊接工艺参数下AA2219铝合金和不同的冷却条件（空气冷却和水冷却）下的搅拌摩擦焊的微观结构，拉伸性能和应变硬化行为。FSW导致因再结晶的存在产生微细晶粒与焊点熔核区分散和均匀分散第二相粒子使得合金的延展性显著改善。水冷却和空冷相比使得合金既有较高的强度和韧性，也有较低的应变硬化能力。与中部和底部片相比，顶片具有更高的强度，但是延展性和应变硬化能力较低。