تتضمن عملية اللحام بالاحتكاك والتحريك، التي تم اختراعها في معهد TWI في كامبريدج، ربط المعادن دون الحاجة إلى مواد انصهار أو مواد حشو. وهي تستخدم بالفعل في التطبيقات الروتينية، وكذلك الحرجة، لربط المكونات الهيكلية المصنوعة من الألومنيوم وسبائكه. والواقع أنه تم إثبات بشكل مقنع أن هذه العملية تؤدي إلى وصلات قوية وقابلة للسحب، وأحيانًا في أنظمة أثبتت صعوبتها باستخدام تقنيات اللحام التقليدية. وهذه العملية مناسبة بشكل أكبر للمكونات المسطحة والطويلة (الصفائح والألواح)، ولكن يمكن تكييفها مع الأنابيب والمقاطع المجوفة واللحام الموضعي. ويتم إنشاء اللحامات من خلال العمل المشترك للتسخين الاحتكاكي والتشوه الميكانيكي بسبب أداة دوارة. وتصل درجة الحرارة القصوى إلى ما يقرب من 0.8 من درجة حرارة الانصهار.
تتكون الأداة من قسم دائري باستثناء النهاية حيث يوجد مسبار ملولب أو نتوء أكثر تعقيدًا؛ يُعرف الوصل بين الجزء الأسطواني والمسبار بالكتف. يخترق المسبار قطعة العمل بينما يحتك الكتف بالسطح العلوي. يتم توليد الحرارة في المقام الأول عن طريق الاحتكاك بين أداة دوارة -- مترجمة، يحتك كتفها بقطعة العمل. هناك مساهمة حجمية في توليد الحرارة من التسخين الأدياباتي بسبب التشوه بالقرب من الدبوس. يجب تعديل معلمات اللحام بحيث تقل نسبة التسخين الناتج عن الاحتكاك إلى التشوه الحجمي -- مع زيادة سمك قطعة العمل. هذا من أجل ضمان إدخال حرارة كافية لكل وحدة طول.
الالبنية الدقيقة للحام التحريك الاحتكاكيتعتمد تفاصيلها على تصميم الأداة وسرعات الدوران والترجمة والضغط المطبق وخصائص المادة التي يتم توصيلها. هناك عدد من المناطق. المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) هي كما في اللحامات التقليدية. منطقة الكتلة المركزية التي تحتوي على نمط تدفق حلقة البصل هي المنطقة الأكثر تشوهًا، على الرغم من أنها تبدو في كثير من الأحيان وكأنها تتبلور ديناميكيًا، بحيث قد تتكون البنية الدقيقة التفصيلية من حبيبات متساوية المحاور. البنية الطبقية (حلقة البصل) هي نتيجة للطريقة التي تترسب بها الأداة الملولبة المادة من مقدمة اللحام إلى مؤخرته. يبدو أن صفائح أسطوانية من المادة يتم بثقها أثناء كل دورة للأداة، والتي تعطي على مقطع عرضي للحام حلقات البصل المميزة.
تقع المنطقة المتأثرة بالحرارة والميكانيكا بين المنطقة المتأثرة بالحرارة والكتلة؛ حيث يتم الاحتفاظ بحبيبات البنية الدقيقة الأصلية في هذه المنطقة، ولكن في حالة مشوهة. يحتوي السطح العلوي للحام على بنية دقيقة مختلفة، نتيجة للقص الناتج عن كتف الأداة الدوارة.
يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول العملية فيربط سبائك الألومنيوم التجارية، ورقة بحثية نشرت في وقائع المؤتمر الدولي للألمنيوم (INCAL 2003).
دخلت العملية بسرعة إلى الإنتاج التجاري وحققت نجاحًا هائلاً في لحام الألومنيوم وسبائكه. الصورة أدناه لسفينة تحتوي على عشرين ميلاً من اللحامات الاحتكاكية، وتم الوصل بواسطةرابط التحريك الاحتكاكي، المحدودةومارينيت مارين.
