Dizajn nástrojaje kritickým faktorom, pretože dobrý nástroj môže zlepšiť kvalitu zvaru a maximálnu možnú rýchlosť zvárania.
Je žiaduce, aby materiál nástroja bol dostatočne pevný, húževnatý a odolný pri teplote zvárania. Ďalej by mala mať dobrú odolnosť proti oxidácii a nízkutepelná vodivosťaby sa minimalizovali tepelné straty a tepelné poškodenie strojového zariadenia ďalej po hnacom ústrojenstve. Opracované za teplanástrojová oceľako napríklad AISI H13 sa ukázal ako dokonale prijateľný na zváranie hliníkových zliatin v rozsahu hrúbok 0.5 – 50 mm, ale pre náročnejšie aplikácie, ako sú napríklad vysoko abrazívne materiály, sú potrebné pokročilejšie materiály nástrojovkompozity s kovovou matricoualebo materiály s vyššou teplotou topenia, ako je oceľ alebo titán.
Ukázalo sa, že zlepšenia v dizajne nástrojov spôsobujú podstatné zlepšenie produktivity a kvality. Spoločnosť TWI vyvinula nástroje špeciálne navrhnuté na zvýšenie hĺbky prieniku a tým aj na zvýšenie hrúbky plechu, ktorý je možné úspešne zvárať. Príkladom je "korálový" dizajn, ktorý využíva kužeľový kolík s re-entrantovými vlastnosťami alebo premenlivým stúpaním závitu na zlepšenie toku materiálu smerom nadol. Medzi ďalšie dizajny patrí séria Triflute a Trivex. Dizajn Triflute má komplexný systém troch zužujúcich sa závitových drážok, ktoré zrejme zvyšujú pohyb materiálu okolo nástroja. Nástroje Trivex používajú jednoduchší, nevalcový kolík a zistilo sa, že znižujú sily pôsobiace na nástroj počas zvárania.
Väčšina nástrojov má konkávny profil ramena, ktorý pôsobí ako únikový priestor pre materiál vytlačený čapom, zabraňuje vytláčaniu materiálu zo strán ramena a udržuje tlak smerom nadol, a tým dobré kovanie materiálu za nástrojom. Nástroj Triflute využíva alternatívny systém so sériou sústredných drážok opracovaných do povrchu, ktoré sú určené na vytvorenie dodatočného pohybu materiálu v horných vrstvách zvaru.
Široko rozšírené komerčné aplikácie procesu trecieho miešania pre ocele a iné tvrdé zliatiny ako naprzliatiny titánubude vyžadovať vývoj nákladovo efektívnych a odolných nástrojov. Výber materiálu, dizajn a cena sú dôležitými faktormi pri hľadaní komerčne užitočných nástrojov na zváranie tvrdých materiálov. Pokračuje práca na lepšom pochopení účinkov zloženia, štruktúry, vlastností a geometrie materiálu nástroja na ich výkon, životnosť a cenu.
Rýchlosť otáčania nástroja a posuvu
Pri zváraní trením s premiešavaním treba brať do úvahy dve rýchlosti nástroja; ako rýchlo sa nástroj otáča a ako rýchlo prechádza po rozhraní. Tieto dva parametre majú značný význam a musia sa vyberať opatrne, aby sa zabezpečil úspešný a efektívny zvárací cyklus. Vzťah medzi rýchlosťou otáčania, rýchlosťou zvárania a tepelným príkonom počas zvárania je zložitý, ale vo všeobecnosti možno povedať, že zvýšenie rýchlosti otáčania alebo zníženie rýchlosti posuvu bude mať za následok teplejší zvar. Na vytvorenie úspešného zvaru je potrebné, aby materiál obklopujúci nástroj bol dostatočne horúci, aby umožnil požadovaný rozsiahly plastický tok a minimalizoval sily pôsobiace na nástroj. Ak je materiál príliš studený, môžu sa v zóne miešania vyskytovať dutiny alebo iné kazy a v extrémnych prípadoch sa môže nástroj zlomiť.
Príliš vysoký príkon tepla môže na druhej strane poškodiť konečné vlastnosti zvaru. Teoreticky by to mohlo dokonca viesť k defektom v dôsledku skvapalňovania fáz s nízkou teplotou topenia (podobne ako pri skvapalňovaní pri tavných zvaroch). Tieto konkurenčné požiadavky vedú ku konceptu „okna spracovania“: rozsah parametrov spracovania viď. rotácia nástroja a rýchlosť posuvu, čím sa dosiahne dobrá kvalitaV tomto okne bude mať výsledný zvar dostatočne vysoký tepelný príkon, aby sa zabezpečila primeraná plasticita materiálu, ale nie tak vysoký, aby sa nadmerne zhoršili vlastnosti zvaru.
