جوشکاری اصطکاکی – اختلاطی (Friction Stir Welding) یک فرآیند حالت جامد است، بدین معنا که قطعاتی که قرار است بهم متصل شوند به نقطه ذوبشان نمی رسند. در این روش با ابزاری استوانه ای که در نوک آن یک پین مته مانند وجود دارد، اصطکاکی بین استوانه و قطعه ایجاد کرده که سبب تولید حرارت می شود. درجه حرارت تا حدود 80-90% دمای ذوب فلز بالا رفته و قطعه نرم می شود، و در مرحله بعد پین دو قطعه را به هم آمیخته و به جلو حرکت می کند.
گرمای مورد نیاز در این فرآیند از رابطه زیر محاسبه می شود:
Q: گرمای تولید شده
μ: ضریب اصطکاک بین پین و قطعه
ω: سرعت چرخش ابزار
K: عدد ثابت مربوط به هندسه پین مورد استفاده
وقتی پین وارد قطعه می شود، مقداری از ماده را برداشته و هنگامی که می چرخد، در قسمت پشت پین فورج می کند. لذا به این طریق شیار ایجاد شده پر می شود و پس از سرد شدن قطعات، اتصال شکل می گیرد. از عیوب احتمالی این روش، در چگونگی پر شدن این شیار است.
هر چه لبه های استوانه کندتر باشد، بهتر است؛ زیرا که نباید در حین فرآیند، برش در قطعه ایجاد شود. در این روش پین با سرعت زاویه ای ? و با سرعت انتقالی v حرکت می کند.
در شکل زیر برخی از انواع پین های مورد استفاده در فرآیند جوشکاری اصطکاکی – اختلاطی و یک دستگاه جوشکاری مجهز به این سیستم نشان داده شده است.
