结合分析焊接过程，对于同类金属的摩擦焊接可分为三个阶段：

①两个焊件接触表面开始摩擦，首先是使表面附着的氧化物及杂质受到破坏与排除，同时接触表面凹凸不平的地方产生塑性变形，晶粒受到破坏，结果是接触面被加热，并显露出较平整的纯洁金属表面。

②对纯洁金属的接触表面继续进行摩擦运动，使接触面温度继续升高，塑性变形增大，开始产生金属的相互“粘接”现象（即局部焊合）。随着摩擦运动的继续，焊件接触表面附近的温度迅速上升，并接近或达到焊接温度。

③当到达焊接温度时，金属塑性很大。在急速停止相对运动并加以很大的顶锻压力时，使两个焊件产生很大的塑性变形，接触表面金属原子更靠近，出现相互扩散和晶间连系，形成共同的重结晶、中间化合物及少量的再结晶晶粒，从而把两焊件焊接在一起。

对于异种金属的摩擦焊接，由于两金属的硬度、塑性与熔点的差异，其摩擦焊接过程的机理也有区别。例如铜铝在摩擦焊接过程中，最初是两种金属原子在摩擦热与压力作用下，相互渗透扩散。在接头表面形成两种金属的合金。这种合金和原来金属性能不同，如塑性降低，强度增高。所以最初是铜铝金属之间的摩擦，当形成极薄的合金层后，由于它的强度比铝高，在铝的一侧就成为抗剪强度最低点，所以摩擦逐渐变为合金层与铝之间的摩擦。可见铜铝摩擦焊接是以铜的摩擦面为基础成长起来的。这种概念从试验观察也可得到证实，如果摩擦到最后不施加顶锻力，即把两焊件分开，可以明显地看到在铜件上已焊上一层极薄的含铜的合金。这层合金随时间增长而变厚，并逐渐趋于纯铝，这时合金厚度就不再增长了。当然，如果最后施加了顶锻力，两者就焊在一起了。