Xuất phát từ việc khó khăn lớn để tạo ra các mối hàn có độ bền cao, chịu mỏi tốt và không bị gãy trong hơp kim nhôm phục vụ hàng không vũ trụ, như các các dòng hợp kim nhôm 2XXX và 7XXX được hợp kim hóa cao. Từ lâu đã hạn chế việc sử dụng phương pháp hàn trong hàng không vũ trụ vì do các hợp kim này thường có cấu trúc hóa rắng và độ xốp kém trong khu vực nhiệt hạch. [2]
Hàn khuấy ma sát là một kỹ thuật nối trạng thái rắng được phát minh bởi W. Thomas của Viện hàn (TWI) vào tháng 12 năm 1991, W. Thomas và các cộng sự đã thấy được công dụng của việc sử dụng một dụng cụ được làm từ vật liệu có độ cứng cao xoay được trên bề mặt của vật liệu cần hàn khiến chúng chuyển sang trạng thái dẻo từ đó có thể ứng dụng
6 nguyên lý này làm cho vật liệu hai chi tiết trộn lẫn lại với nhau đây là nền tảng cho sự phát triển của hàn ma sát khuấy sau này [2]
Các ưu điểm của hàn ma sát khuấy (FSW) [1] có được nhờ mối hàn được thực hiện ở trạng thái dẻo tại nhiệt độ dưới điểm nóng chảy của vật liệu. xác định là vượt trội hơn so với phương pháp hàn truyền thống:
- Chất lượng mối hàn cao, cơ tính tốt. Giảm chi phí gia công bề mặt sau khi hàn. - An toàn cho người thợ hàn vì không có khói độc, hồ quang hay tia nhiệt phát ra trong quá trình vật liệu nóng chảy;
- Không tiêu tốn que hàn hay khí bảo vệ, tiết kiệm được rất nhiều chi phí;
- Hàn được các kim loại khác nhau và nó không tan chảy vật liệu nhờ thuộc tính ban đầu;
- Biến dạng do nhiệt thấp cũng như ít chịu tác động từ môi trường; - Co ngót thấp;
- Không cần tay nghề của người thợ hàn quá cao; - Hàn được trong tất cả các vị trí trong không gian;
- Dễ dàng tự động hóa và khả năng tương thích cho việc sử dụng robot. Chi phí lắp đặt và đào tạo nhân công thấp;
- Trong mối hàn chảy, có nhiều yếu tố quá trình phải được kiểm soát - chẳng hạn như khí tẩy, điện áp và cường độ dòng điện, nguồn cấp dây, tốc độ di chuyển, khí che chắn, khe hở hồ quang. Tuy nhiên, trong Mối hàn ma sát khuấy chỉ có ba biến số quá trình để điều khiển: tốc độ quay, tốc độ di chuyển và áp suất, tất cả đều được điều khiển dễ dàng
Tuy nhiên hàn ma sát khuấy (FSW) cũng có các hạn chế sau: - Thiết bị hàn đắt tiền;
- Lỗ thoát còn lại do dụng cụ hàn khi rút lên gây mất thẩm mỹ và ảnh hưởng đến đặc tính của sản phẩm;
- Yêu cầu lực kẹp lớn để giữ các tấm hàn với nhau;
- Ít linh hoạt so với phương pháp hàn hồ quang ( khó khăn khi các tấm có chiều dày thay đổi và các đường hàn không thẳng);
7 - Tốc độ di chuyển theo đường hàn chậm so với các kỹ thuật hàn chảy.