घर्षण हलचल वेल्डिंग, TWI, कैम्ब्रिज में आविष्कृत एक प्रक्रिया है, जिसमें धातुओं को बिना संलयन या भराव सामग्री के जोड़ा जाता है। इसका उपयोग पहले से ही नियमित रूप से, साथ ही महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में, एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं से बने संरचनात्मक घटकों को जोड़ने के लिए किया जाता है। वास्तव में, यह स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया गया है कि इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप मजबूत और लचीले जोड़ बनते हैं, कभी-कभी ऐसी प्रणालियों में जो पारंपरिक वेल्डिंग तकनीकों का उपयोग करना मुश्किल साबित हुई हैं। यह प्रक्रिया उन घटकों के लिए सबसे उपयुक्त है जो सपाट और लंबे हैं (प्लेटें और शीट) लेकिन पाइप, खोखले अनुभाग और स्थितिगत वेल्डिंग के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। वेल्ड एक घूर्णन उपकरण के कारण घर्षण हीटिंग और यांत्रिक विरूपण की संयुक्त क्रिया द्वारा बनाए जाते हैं। अधिकतम तापमान पिघलने के तापमान के 0.8 के क्रम का है।
उपकरण में एक गोलाकार खंड होता है, सिवाय उस छोर के जहां एक थ्रेडेड जांच या अधिक जटिल बांसुरी होती है; बेलनाकार भाग और जांच के बीच के जंक्शन को कंधे के रूप में जाना जाता है। जांच वर्कपीस में प्रवेश करती है जबकि कंधा ऊपरी सतह से रगड़ता है। गर्मी मुख्य रूप से एक घूमते हुए--अनुवादक उपकरण के बीच घर्षण से उत्पन्न होती है, जिसका कंधा वर्कपीस के खिलाफ रगड़ता है। पिन के पास विरूपण के कारण एडियाबेटिक हीटिंग से गर्मी उत्पादन में एक वॉल्यूमेट्रिक योगदान होता है। वेल्डिंग मापदंडों को समायोजित किया जाना चाहिए ताकि वर्कपीस के मोटा होने पर घर्षण से वॉल्यूमेट्रिक विरूपण--प्रेरित हीटिंग का अनुपात कम हो जाए। यह प्रति इकाई लंबाई में पर्याप्त गर्मी इनपुट सुनिश्चित करने के लिए है।
घर्षण-हलचल वेल्ड की सूक्ष्म संरचनाउपकरण के डिजाइन, घूर्णन और अनुवाद की गति, लागू दबाव और जुड़ने वाली सामग्री की विशेषताओं पर विस्तार से निर्भर करता है। कई क्षेत्र हैं। ताप-प्रभावित क्षेत्र (HAZ) पारंपरिक वेल्ड की तरह है। प्याज-रिंग प्रवाह-पैटर्न वाला केंद्रीय नगेट क्षेत्र सबसे गंभीर रूप से विकृत क्षेत्र है, हालांकि यह अक्सर गतिशील रूप से पुनर्क्रिस्टलीकृत होता प्रतीत होता है, ताकि विस्तृत सूक्ष्म संरचना में समतुल्य दाने शामिल हो सकें। स्तरित (प्याज-रिंग) संरचना उस तरीके का परिणाम है जिसमें एक थ्रेडेड टूल वेल्ड के सामने से पीछे की ओर सामग्री जमा करता है। ऐसा लगता है कि उपकरण के प्रत्येक घुमाव के दौरान सामग्री की बेलनाकार चादरें बाहर निकलती हैं, जो वेल्ड क्रॉस--सेक्शन पर विशेषता प्याज-रिंग देती हैं।
थर्मोमेकैनिकली प्रभावित क्षेत्र HAZ और नगेट के बीच स्थित है; मूल सूक्ष्म संरचना के कण इस क्षेत्र में बने रहते हैं, लेकिन विकृत अवस्था में। वेल्ड की ऊपरी सतह में एक अलग सूक्ष्म संरचना होती है, जो घूमते हुए टूल-शोल्डर द्वारा प्रेरित कतरनी का परिणाम है।
प्रक्रिया का विस्तृत विवरण यहां पाया जा सकता हैवाणिज्यिक एल्युमीनियम मिश्र धातुओं का संयोजन, एल्युमीनियम पर एक अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन (INCAL 2003) की कार्यवाही में प्रकाशित एक पेपर।
यह प्रक्रिया तेजी से व्यावसायिक उत्पादन में चली गई और एल्युमीनियम और उसके मिश्र धातुओं की वेल्डिंग में काफी सफल रही। नीचे दी गई तस्वीर में एक जहाज है जिसमें बीस मील तक घर्षण हलचल वेल्ड है, जो कि जोड़ द्वारा किया गया हैफ्रिक्शन स्टिर लिंक, इंक.और मेरिनेट मरीन।
