Saldatura per attrito

La saldatura ad attrito, nella terminologia AWS è FSW acronimo di Friction Stir Welding, è classificabile tra i processi di saldatura allo stato solido. Tecnicamente, non essendoci fusione, non è considerabile come una tipologia di saldatura in senso classico del termine. E' un tipo di saldatura usata spesso con due lembi maschio e femmina, dove uno entrando dentro l'altro tramite l'attrito si riescono ad unire saldandosi. Ad esempio si può verificare tra un bullone un dado. Storicamente abbiamo già il primo brevetto di questa tecnica negli USA sul finire del XIX secolo.

Procedimento
Vista la lavorazione a freddo si può associare ad una tecnica di forgiatura. Questo tipo di saldatura avviene quando una interfaccia si scalda a seguito dell'attrito generato dal movimento del piano di saldatura dovuto all'applicazione di una pressione, dopodiché semplicemente si riscalca senza nessun movimento. A separare la due fasi c'è il momento di arresto, difatti da questo punto in avanti non si genera più calore, e non si genera più il giunto. Il metallo arriva alla fase plastica estrudendo verso l'esterno in funzione della pressione che viene applicata, che deve essere mantenuta secondo un movimento assiale, che viene per l'appunto denominato bruciatura. Durante il processo la temperatura nell'interfaccia aumenta, fino ad arrivare a un valore pressoché costante, solo quando si ci ferma, inizia a raffreddarsi.
Durante questa operazione si ha un elevato consumo di materiale base, che diventa importante per la qualità delle saldature. Durante la saldatura, le impurità e irregolarità presenti sulle superfici o gli ossidi che si formano, vengono espulsi. Anche se non si possono garantire saldature efficienti, c'è da dire che i costi di produzione sono notevolmente ridotti rispetto a qualsiasi altro tipo di saldatura.
In generale questo tipo di saldatura avviene per frizione tra un pezzo tenuto fermo ed un'altro rotante aventi un allineamento assiale. In fabbrica, per quest'operazione vengono richiesti un mandrino che ruoti, attraverso l'uso di strumenti meccanici automatici, come un motore elettrico, e la pressione viene esercitata da un cilindro idraulico. Per garantire giunti di qualità vengono progettati nei minimi dettagli i tempi e gli spostamenti che devono avere, ed assieme a macchinari che monitorano l'attività, si ottiene una buona produzione.
E' possibile usare questa saldatura in maniera lineare, tramite due elementi che vengono pressati l'uno sull'altro. Oltre che una notevole capacità di deformazione, devono resistere a sforzi di taglio.

Problematiche e difetti
Questo tipo di tecnica ha buoni risultati perché avviene senza fusione, riuscendo ad evitare il crearsi di cricche a caldo, in oltre durante le operazioni, si riesce a portare fuori dalla zona di saldatura buona parte della impurità presenti. Questo tipo di saldatura che avviene a freddo, permette di unire materiali anche differenti tra loro per ottenere degli elementi da usare nei diversi campi. Questo tipo di saldatura non richiede generalmente operai specializzati, essendo per definizione molto semplice; non richiede nemmeno macchinari costosi. Tuttavia risulta applicabile in pochi settori.
I metalli che si usano per questo tipo di saldatura sono generalmente dolci, cioè che possono entrare molto nelle zone plastiche. Se si utilizzano metalli fragili è possibile che si abbia una rottura del giunto durante la fabbricazione.

Saldature metalliche