В статье доказана эффективность обработки трением с перемешиванием околошовной зоны сварного соединения стали 09Г2С твердосплавным инструментом со сферическим наконечником радиусом 10 мм с нормальной силой 3000 Н, частотой вращения 2500 об/мин и подачами 50, 75 и 100 мм/мин. В процессе обработки смешанная структура верхнего бейнита, видманштеттова феррита и зерен феррита изменяется на глобулярную феррито-перлитную структуру при измельчении зерна в зоне перемешивания до 96 %. Продемонстрировано практическое применение обработки трением с перемешиванием инструментом со сферическим наконечником для упрочнения околошовной зоны сварного соединения стали 09Г2С. В результате обработки пределы текучести и прочности повысились на 15,5 и 23,3 % соответственно, относительное удлинение увеличилось на 78,6 %, максимальный зафиксированный средний прирост микротвердости составил 171 %.