فرآيند جوشكاري مالشي برهم زني يكي از انواع روشهاي جوشكاري غير ذوبي مي باشد كه بر اساس تبديل انرژي مكانيكي به انرژي گرمايي استوار است كه دو قسمت مورد اتصال را به هم نزديك كرده و با ايجاد حركت دوراني سريع يكي از آنها بر روي ديگري و مالش و اصطكاك دو قطعه، گرماي زيادي توليد شده و موجب حالت پلاستيسيته در درز اتصال مي شود وبا فشار اعمال شده نهايي قطعات در هم فرو مي روند و اتصال ايجاد مي شود. مكانيزم مورد نظر و ارائه شده جدا از نگهداري قطعه براي انجام جوش مالشي برهم زني بعنوان يك فيكسچر، دو پارامتر مهم و اساسي كه در تعيين استحكام و كيفيت جوش مؤثرند را توسط سنسورهايي كه درون مكانيزم بكار گرفته شده است، حس كرده و توسط كنترلر و يا نرم افزار مختص مكانيزم به اپراتور گزارش مي كند. حرارت و نيروي فورج (فشار) كه دو عامل مهم در جوشكاري مالشي برهم زني مي باشند، توسط مكانيزم ساخته شده به اپراتور گزارش داده مي شود و اپراتور با كنترل اين دو عامل و نگهداشتن آن ها در محدوده مجاز، كيفيت جوش را بهينه مي كند. كنترل حرارت و فشار در محدوده بهينه، موجب يكنواختي و تكرارپذيري جوش با كيفيت و استحكام يكسان مي شود.

اختراع مربوط به دستگاه وروشي براي توليد مواد ريزساختار با استفاده از تغيير شكل پلاستيكي شديد (SPD) مي¬باشد. اين اختراع در استفاده از شيارهاي محدود شده در دو كفه قالب و پرس كردن ورق ميباشد.اختراع اساسا مربوط به حوزه فلزكاري، مخصوصا توليد مواد فلزي ريز ساختار با كارآيي بالا با استفاده از تغيير شكل پلاستيكي شديد ميباشد. خواص منحصر بفرد فلزات نانوساختار، توجه بسياري از پژوهشگران را به‌خود جلب كرده است. اين امر، زمينه توسعه‌ روش‌هاي توليد آنها را فراهم آورده است. تعدادي از روش‌هاي توليد، شامل تغييرشكل پلاستيك شديد مي‌شوند كه با ريزكردن ساختارهاي درشت- دانه به دانه‌هايي با اندازه‌اي در مقياس نانو، سروكار دارد. ريزدانه شدن در اين حد و اندازه، با افزايش قابل توجهي در استحكام مكانيكي همراه است. خواص بهبود يافته‌ فلزات نانوساختار شده، چشم-اندازهاي وسيعي را در برابر كاربرد اين فلزات در صنايع جديد نظير: هوافضا، حامل‌هاي سطحي و ساخت ايمپلنت‌هاي پزشكي، گشوده است. مزيت استفاده از فلزات سبك نانوساختار شده، امكان كاهش وزن اجزاي سازه‌اي است.

در روش اتصال نقطه اي همزن اصطكاكي آلومينيوم و برنج ، استفاده از لايه مياني فلز روي بين دو ورق ايده اي جديد مي باشد كه باعث مي گردد به علت حلاليت بالاي آلومينيوم و برنج در فلز روي، عمل اتصال بهتر انجام گيرد و استحكام اتصال افزايش يابد. فرآيند جوشكاري نقطه اي اصطكاكي همزني يكي از انواع روشهاي جوشكاري بدون عمل ذوب و در حالت جامد مي باشد كه در آن براساس چرخش سريع ابزار مخصوص و فروروي بر روي دو ورق قرار گرفته روي هم، اختلاط مكانيكي بين ورق ها انجام مي گيرد و سطوح دو ورق در آن نقطه به يكديگر متصل مي گردد. حركت دوراني سريع ابزار بر روي ورق ها به علت اصطكاك، گرماي زيادي ايجاد مي كند و ورق هاي فلزي را تقريباً نرم نموده و با يكديگر مخلوط مي نمايد و اتصال ايجاد مي شود. در فرآيند جوشكاري نقطه اي اصطكاكي همزني آلومينيوم و برنج كنترل حرارت و فشار در محدوده بهينه، موجب يكنواختي و تكرارپذيري جوش با كيفيت و استحكام يكسان مي شود. در جوشكاري نقطه اي اصطكاكي همزني آلومينيوم و برنج با تغيير ضخامت لايه مياني فلز روي مي توان خواص اتصال را تغيير داد و به صورت بهينه، عمل اتصال را با كيفيت بالا انجام داد.

امروزه آلومينيوم و آلياژهاي آن با توجه به ويژگي هايي كه دارند كاربرد گسترده اي در صنعت توليد قطعات حمل ونقل مانند هواپيماها، هلي كوپترها، موشك ها، راكت ها و شاتل ها پيدا كرده اند، حال آنكه هدايت حرارتي بالا، اكسيد ديرگداز و قابليت اكسيد شدن زياد محدوديت هايي را در جوشكاري ذوبي آلياژهاي آلومينيوم بوجود آورده است. در اين اختراع از روش جوشكاري اصطكاكي همزني (FSW) كه برخي آن را جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي نيز نام مي برند براي اتصال ورق هاي ناهم جنس آلومينيوم هوافضايي 2024 و 7277 استفاده شده است در اين فرآيند ورق هاي آلومينيوم بر روي فيكسچر تعبيه شده بر روي دستگاه فرز ثابت نگه داشته مي شوند. سپس ابزار فولادي پين دار چرخان وارد درز دو ورق شده و با همزدن مكانيكي و پيشروي عمل اتصال را انجام مي دهد.در اين فرآيند گرماي اصطكاكي باعث افت سختي در ناحيه اتصال مي گردد. در اين اختراع از ايده عمليات حرارتي پيرسازي پس از جوش براي سختكاري مجدد منطقه اتصال استفاده شده است. به همين جهت پس از جوشكاري، اتصالات در دماي 500 عمليات انحلال بر رويشان انجام شده و پس از كوئنچ در آب سرد در دماي 150 درجه عمليات پيرسازي مصنوعي بر روي آن ها انجام مي گيرد. نتايج نشان مي دهد با اين ايده مي توان استحكام اتصالات اين آلياژهاي ناهم جنس هوافضايي كه كاربرد گسترده اي دارند را افزايش داد. در اين اختراع از عمليات حرارتي پس از جوش پيرسازي مصنوعي براي افزايش استحكام استفاده شده است. همانطور كه نتايج ميكروسختي نشان مي دهد پس از جوشكاري، سختي نواحي اطراف جوش و منطقه اختلاط نسبت به فلز پايه كاهش مي يابد كه اين باعث افت خواص مكانيكي اتصال مي شود. با استفاده از عمليات حرارتي پيرسازي مصنوعي (T6) پس از جوش به ميزان 40 درصد مي توان استحكام اتصالات FSW ورقهاي آلومينيوم ناهم جنس هوافضايي سري 2024 و 7277 را افزايش داد. مزاياي اختراع: 1- اتصال بدون عيب ورق هاي ناهم جنس آلومينيوم هوافضايي 2- ايجاد اتصالات با استحكام بالاتر نسبت به اتصالات ذوبي 3- افزايش استحكام نمونه هاي جوش داده شده اوليه با استفاده از عمليات حرارتي پيرسازي

جوشكاري مالشي بر هم زني آلومينيوم- مس متالورژي-مكانيك امروزه موضوع اتصال آلياژ هاي آلومينيوم و مس از مسائل كليدي صنعت الكتريك به شمارميآيد. جوشكاري به عنوان پراستفادهترين اتصال دائمي مطرح است كه با دو روش ذوبي و غير ذوبي انجام مي شود. جوشكاري غير هم جنس آلياژهاي آلومينيوم به روش ذوبي داراي محدوديت هاي زيادي مي باشد كه اين موضوع باعث شده اتصال دهي اين آلياژ ها با روش جوشكاري غير ذوبي انجام شود. فرآيند جوشكاري اصطكاكي برهم زني، يكي از انواع روشهاي جوشكاري غير ذوبي مي باشد كه بر اساس تبديل انرژي مكانيكي به انرژي گرمايي استوار است كه دو قسمت مورد اتصال را به هم نزديك كرده و با ايجاد حركت دوراني سريع يكي از آنها بر روي ديگري و مالش و اصطكاك دو قطعه، گرماي زيادي توليد شده و موجب حالت پلاستيسيته در درز اتصال مي شود. با فشار اعمال شده نهايي قطعات در هم فرو مي روند و اتصال ايجاد مي شود. اين روش جوشكاري به دليل حرارت ورودي كم ،در مقايسه با روشهاي ذوبي اعوجاج و تنش هاي پسماند كمتري در قطعهكار ايجاد ميكندوبه طوركلي80درصدمحدوديتهاي موجود درجوشكاري ذوبي دراين فرآيند حذف شده است .

هدف از اين طرح ارائه راه حلي براي جوشكاري ورق هاي ضخيم آلومنيوم تنها در يك پاس مي باشد كه انجام آن توسط روش هاي ذوبي غير ممكن بوده و توسط جوشكاري اصطكاكي متداول يكطرفه نيز امكان پذير نيست لذا در اين طرح ايده ابزار دو طرفه خود تنظيم شونده داده شده و سپس طراحي و ساخت آن انجام گرديد و در ادامه ورق هاي ضخيم آلوممنيوم با موفقيت در يك پاس جوشكاري شد روند انجام مراحل اين طرح به صورت زير مي باشد: 1.\tطراحي قسمت هاي مختلف ابزار در نرم افزار طراحي Solidwork 2.\tشبيه سازي فرايند در نرم افزار DEFORM 3.\tتهيه مواد خام مورد نياز 4.\tماشينكاري قسمت هاي مختلف ابزار 5.\tثابت نگه داشتن ورق هاي آلومينيوم روي ميز دستگاه فرز 6.\tتعبيه ابزار در كلگي فرز 7.\tتنظيم فاصله بين شولدربالا و پايين با توجه به ضخامت ورق هاي مورد اتصال مزايا: 1.\tبالانس كردن نيروي فشاري زياد ايجاد شده در حين جوشكاري با يك مكانيزم خود تنظيم شونده 2.\tعدم نياز به صفحه پشت بند ثابت 3.\tقابل استفاده براي سطوح صاف و منحني مانند لوله ها 4.\tايجاد حرارت مورد نياز جوشكاري از طرق هر دو شولدر 5.\tجوشكاري ورق هاي ضخيم 6.\tكاهش تجهيزات و فيكسچر لازم براي جوشكاري FSW 7.\tرفع نقص عدم نفوذ 8.\tاعوجاج كمتر به علت توزيع يكنواخت تر دما 9.\tبه علت كاهش نيروي مورد نياز جوشكاري مي توان از دستگاه هاي كوچكتر و ارزانتر نيز استفاده كرد

فرآيند جوشكاري اصطكاكي برهم زني يكي از انواع روشهاي جوشكاري غير ذوبي مي باشد كه بر اساس تبديل انرژي مكانيكي به انرژي گرمايي استوار است كه دو قسمت مورد اتصال را به هم نزديك كرده و با ايجاد حركت دوراني سريع يكي از آنها بر روي ديگري و مالش و اصطكاك دو قطعه، گرماي زيادي توليد شده و موجب حالت پلاستيسيته در درز اتصال مي شود وبا فشار اعمال شده نهايي قطعات در هم فرو مي روند و اتصال ايجاد مي شود. روش متداول در اتصال لوله ها به يك ديگر استفاده از روش جوشكاري ذوبي مي باشد كه معمولا داراي عيوب متععد بوده و انرژي مصرفي بسيار بالايي دارد. همچنين در مناطقي كه مواد مستعد اشتعال وجود دارد استفاده از روشهاي جوشكاري ذوبي بدون تخليه كامل لوله از سيال امكانپذير نمي باشد. ولي روش جوشكاري FSW اين امكان را به وجود مي آورد تا جوشي با كيفيت و خواص مكانيكي و متالورژكي بالاتري با صرف هزينه و انرژي كمتر بدست آيد. اصول كار جوشكاري اصطكاكي بر هم زني لوله ها با استفاده از نوآوري مورد ادعا به اين صورت مي باشد كه ابزار با استفاده از يك دستگاه فرز شروع به دوران مي كند و پس از نفوذ در محل اصال لوله در اثر حرارت ايجاد شده سبب خميري شدن ماده در ناحيه زير شانه ابزار مي گردد. دوران موتور گيربكس از طريق يك دستگاه تايكوپ به محوري كه لوله ها روي آن سوار مي باشند انتقال مي يابد.حركت همزمان دوراني ابزار و محور سبب انجام جوشكاري مي شود.