12.1 Introducere

Sudarea solid-state (Solid-state welding = SSW) se referă la un grup de procese de sudare care produc îmbinări sănătoase la temperaturi esențial sub punctul de topire al materialelor de bază sau fără topirea în vrac a materialelor de bază. În timpul SSW, lipirea se realizează prin deformare și difuzie la anumite presiuni și temperaturi prin utilizarea energiei mecanice, electrice sau termice. Timpul de lipire poate varia de la mai puțin de o zecime de secundă în sudarea explozivă până la câteva ore în lipirea prin difuzie, în funcție de presiunile și temperaturile aplicate.

Istoria sudării solid-state poate data de mai devreme de 1.000 î.Hr., când anticii au îmbinat metalele prin simpla lovire a acestora, ceea ce numim astăzi sudare forjată. Însă, SSW nu a fost acceptată pe scară largă în industria industrială până în a doua jumătate a secolului XX. Digitalizarea producției în timpul celei de-a treia revoluții industriale, încă în desfășurare, face posibil controlul precis al diferiților parametri în timpul proceselor SSW și astfel a crescut semnificativ aplicațiile acestora.

Îmbinările solid-state sunt de obicei lipsite de diverse defecte de solidificare, cum ar fi porozitatea de la gaz, fisurarea la cald și incluziunile nemetalice, care altfel pot fi prezente în timpul proceselor de sudare prin fuziune. Nu sunt necesare metale de adaos, flux sau gaz de protecție în timpul procesului de sudare solid-state. Metalul care este îmbinat poate avea proprietăți mecanice similare cu cele ale metalelor lor de bază, datorită absenței defectelor și a zonei afectate de căldură în majoritatea acestor procese. În plus, SSW este, de asemenea, foarte potrivit pentru îmbinarea materialelor diferite, deoarece compatibilitatea lor chimică, dilatarea termică și conductivitatea nu mai sunt probleme importante.

SSW, numită alternativ lipire solid-state, acoperă un spectru larg de procese, incluzând sudarea la rece, sudarea forjată, sudarea cu ultrasunete, sudarea prin frecare, sudarea prin frecare cu agitare, sudarea prin rezistență, lipirea prin difuzie și sudarea prin explozie. Fiecare proces SSW este diferit unul de celălalt în ceea ce privește principiile și aplicațiile. Prin urmare, fiecare dintre procesele SSW va fi discutat pe scurt mai jos. Se va pune accent pe sudarea prin frecare cu agitare, deoarece este un proces de îmbinare solid-state relativ nou și a generat mari interese din diverse industrii.