Сварка трением с перемешиванием FSW (Friction Stir Welding) была изобретена и запатентована TWI (TWI - Technological Welding Institute, Англия) в декабре 1991 года. TWI успешно подала заявки на патенты в Европе, США, Японии и Австралии. 

Принцип FSW предельно прост. Цилиндрический вращающийся инструмент особой формы с заплечиками и штырем в центре погружается в линию соединения подлежащих сварке плотно прижатых друг другу деталей. При этом создаётся достаточное количество тепла для пластической сварки деталей без плавления.  Нагретый до пластического состояния металл перемещается из зоны перед штырем в зону за ним, формуется заплечиками и образует сварное соединение в процессе охлаждения.

Процесс сварки трением с пере-
мешиванием

Преимущества сварки трением с перемешиванием 
 
-  Минимум подготовительных операций
-  Минимальные деформации
-  Швы большей глубины и длины
-  Нет необходимости в дополнительных материалах (Al - проволока) и защитном газе
-   Отсутствие пористости
-   Отсутствие трещин
-   Экономичность
-   Обеспечение качества
–   Простота автоматизации и наблюдения параметров процесса
-   Высокая степень повторяемости и воспроизводимости процесса
-   Отсутствие испарений и токсичных газов, отсутствие излучения от дуги
-   Отсутствие необходимости доработки поверхности после сварки и удаления брызг
 -   Благоприятный в экологическом отношении и здоровью человека способ сварки.
-    Использование FSW позволяет получать оптимальные механические характеристики сварного шва, сопоставимые с механическими характеристиками свариваемых деталей
 -   Возможность сварки практически всех металлов с температурой плавления до 1800 °C, а также возможность соединения деталей из различных металлов, сварка которых невозможна любым другим методом сварки.

Экономичность процесса сварки трением с перемешиванием наглядно демонстрируется сравнением сварочного шва, полученного в результате традиционного метода сварки, и сварочного шва, полученного с применением FSW

Сравнение традиционного и FSW сварочных швов.   

Сварной шов с плоской верхней поверхностью заподлицо со сваренными деталями имеет суммарный вес на 12% ниже традиционного сварного шва, выполненного методом дуговой сварки.

Согласно данным   “Italian Institute of Welding”, Италия, вес избыточного металла при длине шва 100 км составляет 8 тонн (алюминия). Это означает:
-  обусловленное увеличением веса снижение скорости на море
-  около 70 000 € бесполезных затрат на металл-наполнитель!  

Успех применения процесса сварки трением с перемешиванием определяется оптимизацией его параметров. Параметры эти аналогичны параметрам процесса резания на станках с ЧПУ, что позволяет использовать опыт автоматизации и контроля параметров процесса резания. 

К числу основных параметров FSW относятся:  

Геометрия инструмента  
-         Форма плеча  
-         Форма штыря  

 Параметры процесса сварки  
-         Скорость вращения шпинделя  
-         Скорость подачи 
-         Угол наклона  

Конфигурация сварочного шва

Геометрия инструмента и параметры процесса сварки оптимизируется  для каждого конкретного материала (для каждой пары свариваемых материалов). Скорость вращения шпинделя, скорость подачи, угол  наклона управляются и контролируются программно.  

Материалы, сварка которых может быть произведена с применением  FSW:

•  Алюминий и сплавы алюминия (все сплавы, листовой алюминий, литьё, прессованные панели)
•  Магний и магниевые сплавы
• Сталь
• Титан
• Медь и свинец
• Пластмассы и композиты

Кроме того, в отличие от всех предшествующих методов сварки, FSW обеспечивает возможность сварки между собой различных металлов, например,

Алюминия с магнием,  
Алюминия с медью,
Алюминия со сталью,

а также материалов различного производства: различных сплавов алюминия (2XXX – 7XXX), проката с литыми деталями.     

Предшествующие методы сварки не могли быть применены для соединения металлов с существенно различающимися температурами плавления без потери качества.