نیکل عنصر ۲۸ با معادل انگلیسی nickel نیکل فلزی مقاوم ، چکش خوار، براق با ساختار بلورین و مکعبی شکل به رنگ سفید و نقره ایمیباشد . این عنصر در سال ۱۷۵۱ توسط Axel Cronstedt دانشمند سوئدی کشف شد . از نظر خواص مغناطیسی وفعالیت شیمیایی شبیه به آهن وکبالت میباشد . کانیهای اصلی نیکل عبارتند از پنتلاندیت ، پیروتیت (سولفید های نیکل و آهن) و گارنییریت (سیلیکات نیکل و منیزیم ) هستند.

نیکل یکی از اجزا اصلی تشکیل دهنده شهابسنگها به شمار می آید. شهابسنگهای آهن و سیدریت شامل آلیاژهای آهن حدود ۵ تا ۲۰ درصد نیکل می باشد. نیکل تجاری به فرمهای پنتلاندیت و پیروتیت می باشد که این معادن در ایالت انتاریو یافت می شود که این ناحیه حدود ۳۰ درصد از نیکل دنیا را تامین می کند. دیگر معادن این عنصر در کالندونیا، استرالیا، کوبا، اندونزی و در مناطق دیگر می باشد. این عنصر رسانای جریان بر ق است و سطح آن براق و صیقلی است. این عنصر از گروه عناصر آهن و کبالت است و آلیاژهای آن قیمتهای بالایی دارا هستند. این عنصر کاربردهای فراوانی در طبیعت دارد و برای ساخت فولاد ضدزنگ و دیگر آلیاژهای ضد زنگ و خوردگی مثل اینوار و مانل که الیاژى از نیکل و کبالت که در برابر خوردگى مقاوم است و و اینکونل و Hastelloys کاربرد دارد. برای ساخت لوله های نیکلی و مسی و همینطور برای نمک زدایی گیاهان و تبدیل آب شور به آب مایع استفاده می شود. نیکل استفاده های فراوانی برای ساخت سکه ها و فولاد نیکلی برای زره ها و کلید ها کار برد دارد و همینطور از نیکل می توان آلیاژهای نیکروم و پرمالوی و آلیاژی از مس را تهیه کرد. از نیکل برای ساخت شیشه های به رنگ سبز استفاده می شود. صفحات نیکلی می تواند نقش محافظت کننده برای دیگر فلزات را داشته باشد. نیکل همچنین کاتالیزوری برای هیدروژن دار کردن روغنهای گیاهی است. همچنین صنعت سرامیک و ساخت آلیاژی از آهن و نیکل که خاصیت مغناطیسی دارد و باتری های قوی ادیسون کاربرد دارد. از ترکیبات مهم نیکل می توان سولفات و آکسید را نام برد. نیکلطبیعی مخلوطی از ۵ ایزوتوپ پایدار است . همچنین ۹ ایزوتوپ ناپایدار دیگر نیز شناخته شده است. نیکل هم به صورت فلز و هم به صورت ترکیب محلول می تواند وجود داشته باشد. بخار سولفید نیکل سرطان زا می باشدکه در موقع استفاده از آن باید دقت لازم را به عمل آورد.
آلیاژهای پایه نیکل با کاربرد تجاری ابتدا در اواخر قرن نوزدهم معرفی شدند و در طول قرن بیستم تا درجات بالایی از کمال توسعه داده شدند. عنصر نیکل در ابتدا توسط دانشمند سوئدی و معدن شناس حمایت شده از طرف دولت، اکسل فردریک کرانستت، در سال ۱۷۵۴ میلادی هنگامی ­که ادامه نتایج و آزمایشات روی سنگ معدن لاس کبالت را منتشر کرد نامگذاری شد.
 

توضیحات زیر نیز درمورد جدول بالا قابل استفاده است:

۱- این موارد با نام تجاری توسط شرکت فلزات خاص ثبت شده است: مونل، اینکونل، پرمانیکل، اینکولوی، دورانیکل، نیمونیک،

۲- این موارد با نام تجاری توسط شرکت هاینس ثبت شده است: هاینس، هاستلوی و هاینس استالایت.

۳- الکور  یک نام تجاری Allegheny Ludlum-ATI است.

۴- VDM یک نام تجاری VDM Alloys of Germanyاست.

جدول ‏۱. تاریخچه پیشرفت بسیاری از آلیاژهای پایه نیکل

دوره زمانی آلیاژهای پایه نیکل یکی از مهم­ ترین گروه­های مواد مهندسی هستند، زیرا می ­توانند در گستره وسیعی ازمحیط ­ها و کاربردها استفاده شوند. این آلیاژها برای مقاومت به خوردگی در هر دو نوع محیط دمای بالا و آبی، استحکام بالا در هر دو دمای محیط و بالا، انعطاف پذیری و چقرمگی دمای پایین، خواص الکتریکی خاص و بسیاری دیگر از کاربردهای وابسته به خواص فیزیکی انتخاب می ­شوند. قابلیت تحمل ­کردن و کاردهی سوپرآلیاژهای پایه نیکل تحت شرایط خشن دمای بالا و بارگذاری­های خستگی ناشی از خاصیت ذاتی سختی دمای بالا، خواص مکانیکی و شیمیایی، این آلیاژ را به یکی از مناسب ­ترین آلیاژها جهت استفاده در کاربردهای مختلف نظامی تبدیل کرده است. در مقایسه با فولادها، آلیاژهای پایه نیکل می توانند در هر دو دمای برودتی و دماهای نزدیک به ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد استفاده شوند زیرا زمینه آلیاژهای محلول جامد از دمای انجماد تا صفر مطلق آستنیتی باقی می ­ماند. با افزودن عناصر آلیاژی مناسب این آلیاژها مقاومت به خوردگی خوبی ارائه کرده و در گستره وسیعی از صنایع شامل تولید نیرو، هوافضا، انرژی هسته­ ای، پتروشیمی، فرآورش شیمیایی، و کنترل آلودگی به کار می ­روند.

طبقه بندی سوپرآلیاژهای پایه نیکل(در شکل زیر نیز تاثیر این عناصر به صورت نمودار درختی نشان داده شده است)

بر خلاف فولادها و آلیاژهای آلومینیوم هیچ سیستم طبقه ­بندی منظمی برای آلیاژهای پایه نیکل وجود ندارد. به همین دلیل، بیشتر آلیاژهای پایه نیکل بر اساس نام تجاری­شان یا به وسیله شماره آلیاژی تعیین شده توسط سازنده آن­ها شناخته می ­شوند. همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است آلیاژهای نیکل عموماً بر اساس ترکیب شیمیایی طبقه بندی می ­شوند.

متالوژی نیکل:

نیکل فلزی است که به عنوان فلز آلیاژ کننده برای مس به کار برده می شود . همچنین به منظور درست کردن آلیاژ نقره نو یا آلیاکا (Ni-Cu-Zn) مورد استفاده قرار می گیرد .

در حال حاضر کشور های کانادا، روسیه ،کوبا ،توکالدونین دارای سنگ معدن غنی از نیکل هستند.

امروزه ۹۰% از نیکل تولید شده توسط یک کمپانی کانادایی international Nicholas company)) I.N.CO  صادر می شود .

سنگهای معدنی نیکل:

سنگ های معدنی نیکل را می توان به سه دسته تقسیم کرد:

۱- سنگ معدن سولفیدی که به نوع sudburg موسوم می باشد و تقریبا ۹۰% از نیکل تولید شده از این نوع سنگ معدن به دست می آید که به طور متوسط دارای ۱-۵% Cu  است . نیکل در این سنگ معدن بصورت spentlandit  (NiFe ) میباشد این سنگ معدن کالکوپیریت و پیروتیت نیز به همراه دارد .توسط آرایش مغناطیسی و یا فلوتاسیون جزء به جزء می توان از سنگ معدنی با ۲.۶% Cu و ۲ % Ni  یک سنگ معدن تغلیظ شده مس با ۲۸% مس ۱%نیکل و یک سنگ معدن تغلیظ شده آهن به دست آورد.

۲-سنگ معدن اکسیدی (سیلیکاتی): این نوع سنگ معدن ها معمولا دارای مس نمی باشد و دارای ۱-۱۰% نیکل هستند به طور کلی ۷% از سنگ معادن استخراج شده را تشکیل می دهند .

۳-سنگ معدن آرسینیکی

استفاده از سنگ معدن های سولفیدی برای تهیه مات نیکل :

سنگ معدن سولفیدی را می توان توسط آرایش مغناطیسی و فلوتاسیون جزء به جزء تغلیظ نمود .

تشویه: سنگ معدن های سولفیدی ،تشویه ناقص می شوند تا اینکه مقداری از گوگرد که به آهن متصل است جدا شود و اکسید آهن به دست آمده در موقع تهیه مات خام (Rohstein) با سیلیسیم اکسید تولید سرباره نماید . روی هم رفته مقدار گوگرد از ۲% به ۱۰% تقلیل داده می شود .برای تهیه مات خام نیکل در کوره های استوانه ای که شارژ کوره باید تکه ای باشد از دستگاه دیویت لوید استفاده می شود . و برای تهیه مات خام نیکل در کوره های شعله ای که شارژ می بایستی خود باشد دستگاه تشویه طبقه ای و یا طریقه ی طبقه متلاطم مورد استفاده قرار می گیرد.

ذوب مات خام نیکل : برای تهیه خام مات نیکل کلیه قوانینی که برای تهیه مات مس به کار برده می شد در اثر ذوب کردن سنگ معدن تغلیظ شده و به دست آوردن مات خام مقدار نیکل و مس در مات خام به مقدار (۱۰-۲۵%Cu+Ni) می رسد ضمنا سرباره ای که دارای مقدار بسیار کمی نیکل است جدا می شود .در درجه حرارتی که مات خام ذوب می شود فقط ترکیب Ni3S2 وجود دارد زیرا NiS در اثر جدا کردن گوگرد متلاشی می شود .در سیستمCu-S  یک منطقه نقص انحلال وجود دارد .ذوب کردن مات خام نیکل می تواند مثل مس یا در کوره استوانه ای و یا در کوره ی شعله ای انجام شود .

تهیه مات نیکل از مات خام نیکل :

تهیه مات نیکل از مات خام نیکل چنین است که نیکل و مس را از آهن جدا می کنند . آهن که به صورت FeSوجود دارد به FeO  تبدیل شده و در اثر اضافه کردن SiO2 به صورت سرباره در آورده می شود . مات خام وارد کانورتر می شود . این کانورتر کاملا شبیه کانورتر هایی است که در تهیه مس خام به کار برده می شدند و برای اینکه کار به طور مداوم انجام شود مات خام مذاب وارد کنورتر شده و در آنجا دمیده می شود .جداره ی کانورتر بازی است (ماگنتیت ) چون مات از لحاظ فلزات مورد نظر فقیر بوده سرباره ی زیادی تولید می گردد .لذا کوره باید مرتبا شارژ شود .مواد سوختنی در کانورتر Fe و S می باشند و اکسید شدن FeS در وهله اول انجام می گیرد .که به صورت سرباره ی سیلیکاتی خارج می شود .چنانچه Cu  و Ni نیز اکسیده بشوند به علت وجود FeS (به مقدار زیاد )فورا گوگرده می گردند و مواد Ni3S2 و Cu2S به دست می آیند .

تهیه نیکل و مس از مات :

در مرحله دوم دمیدن در کانورتر واکنش های تشویه و فعل و انفعال انجام می شوند .

مقدار فشار SO2 برای تهیه نیکل در ۱۵۲۷درجه سانتیگراد برابر است با ۰.۰۰۰۱۵ اتمسفر .از طرفی چون در تمام محیط یک حلالیت نیکل در گوگرد وجود دارد روی این اصل عمل تشویه و فعل و انفعال نمی تواند انجام شود .

برای تهیه نیکل از مات باید دو موضوع را در نظر گرفت :

۱-تهیه نیکل و مس با هم که این آلیاژ را فلز مونل Monl-Metal می نامند .

۲-تهیه مس و نیکل به طور جداگانه .

آلیاژهای نیکل

۱.آلیاژ مس – نیکل (مونل)

این آلیاژ Ni-Cu  به فلز مونل موسوم است برای تهیه آن ،مات نیکل و مس را پس از خرد کردن تشویه کامل نموده و با زغال چوب نرم مخلوط کرده آنگاه در کوره های شعله ای یا کوره های الکتریکی قوسی احیا می نمایند . بدین ترتیب مس و نیکل با هم تولید کریستالهای مخلوط می کنند . فلز مونل به طور متوسط در حدود  Ni ۶۰ -۷۰% و ۲۷-۲۹% Cu  و کم تر از ۵% Fe و Si وMn دارا می باشد .تهیه فلز مونل بسیار اقتصادی می باشد چون مستقیما از سنگ معدن بدست می آیند و دارای خواص فیزیکی و شیمیایی خوبی است به طوری که راحت ریخته گری می شود .قابلیت چکش خواری خوبی دارد و در مقابل عوامل شیمیایی خارجی پایدار است و در مقابل آب دریا و اسید سولفوریک و کلرواسید فلوریدریک و NH3 و NaOH نیز پایدار است .بدین جهات این آلیاژ موارد مصرف بسیاری پیدا کرده است از جمله وسایل خانگی و پمپ ها و… نکته قابل توجه این است که در مات مورد مصرف ،نباید مقدار فلزات قیمتی زیاد باشد زیرا فلزات قیمتی از بین خواهند رفت.

 ۲. آلیاژهای کرم- نیکل

کرم یکی از مهمترین عناصر آلیاژی برای مقاومت به خوردگی زیاد و مقاومت در دماهای بالا در آلیاژهای پایه  نیکل  است. این عنصر دارای انحلال پذیری حالت جامد بالادر حدود ۳۰% در دمای اتاق، در نیکل می باشد. اینکونل ۶۰۰ یک آلیاژ مهندسی  استاندارد برای استفاده در محیط های شدیدا خورنده در دماهای بالا می باشد که یک آلیاژ  Ni-Cr-Fe حاوی ۱۵.۵% کرم و ۸% آهن است. این آلیاژ قابل عملیات حرارتی نمی باشد ولی می تواند بوسیله کارسرد استحکام یابد.

 ۳. سوپر آلیاژ پایه نیکل

نیکل همچنین می تواند پایه­ای برای سوپر آلیاژ با مشخصات دما بالا- استحکام بالا باشد. سوپر آلیاژها، در موتور جت و توربین های گازی استفاده می شوند. سوپر آلیاژها از آهن، کبالت یا نیکل  ساخته می شوند. سوپر آلیاژها همچنین شامل سایر فلزات مانند کرم، تنگستن ، آلومینیوم و تیتانیوم می باشند. سوپر آلیاژها مقاوم به خوردگی (زنگ زدگی) بوده و خواص خود را در دمای بالا حفظ می کنند.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در موسسه جوشکاری انگلستان در سال ۱۹۹۱ به عنوان یک روش اتصال حالت جامد ابداع شد که در ابتدا برای آلیاژهای آلومینیوم به کار برده می شد. این نوع جوشکاری به عنوان یک روش اتصال دهی در دهه ی اخیر بسیار گسترش یافته است. این روش به خاطر بازدهی انرژی بالا به عنوان تکنولوژی سبز، دوستدار طبیعت و انطباق پذیر نامیده می شود. در مقایسه با سایر روشهای سنتی جوشکاری، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی انرژی قابل توجه کمتری را مصرف می کند. از آنجا که هیچ گاز محافظ و ماده ی گدازه آوری استفاده نمی شود بنابراین دوستدار طبیعت نامیده می شود. در مقابل جوشکاری اصطکاکی مرسوم که در آن قطعات متقارن محوری برای ایجاد اتصال، روبروی یکدیگر چرخیده و به هم فشرده می شوند، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی را می توان برای انواع اتصال های لب به لب، لبه روی هم، T شکل و سپری به کار گرفت.(شکل زیر)

-واژگان و اصطلاحات در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی

قسمت پیش رونده: آن سمتی از جوش می باشد که جهت چرخش ابزار با جهت جوشکاری یکسان باشد.

قسمت پس رونده: آن سمتی از جوش می باشد که جهت چرخش ابزار مخالف جهت جوشکاری باشد.

نیروی عمودی اعمالی: نیروی اعمالی به قطعه کار در جهت محور ابزار چرخشی می باشد.

سرعت حرکت: سرعتی که فرآیند جوشکاری در جهت جوشکاری انجام شود.

سرعت چرخش: سرعت زاویه ای ابزار جوشکاری بر حسب دور بر دقیقه.

ابزار و قطعه کار دارای انحراف θ نسبت به هم می باشند و این انحراف در خلاف جهت پیشروی خواهد بود که در شکل (۲) نشان داده شده است واژه لیگامنت (Ligament) نفوذ اغلب برای اتصالات لب به لب در جوش اصطکاکی به کار می رود که فاصله ی انتهای پین از قسمت پشتی قطعه کار می باشد.

-تشریح فرآیند

برای ایجاد اتصال، حرارت به وسیلهی اصطکاک بین ابزار و قطعه کار و همچنین به خاطر تغییر شکل پلاستیکی تولید می شود. ابزار دو وظیفه اصلی دارد:

۱- گرم کردن قطعه کار

۲- جابجا کردن ماده

گرمای موضعی ایجاد شده باعث نرم شدن مواد اطراف پین می شود و ترکیب حرکت چرخشی و حرکت پیشروی منجر به انتقال ماده از جلوی پین به پشت آن می شود. در نتیجه ی این فرآیند یک اتصال در حالت جامد بوجود می آید. به خاطر وجود هندسه متفاوت ابزارهای گوناگون، تشریح جریان ماده در اطراف پین به کلی پیچیده است. در حین فرآیند جوشکاری، ماده تغییر شکل زیادی را در دمای بالایی تحمل می کند در نتیجه دانه های ریز و هم محوری را تولید می کند. این میکروساختار باعث ایجاد خواص مکانیکی خوب می شود.

-واژگان و اصطلاحات در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی

قسمت پیش رونده: آن سمتی از جوش می باشد که جهت چرخش ابزار با جهت جوشکاری یکسان باشد.

قسمت پس رونده: آن سمتی از جوش می باشد که جهت چرخش ابزار مخالف جهت جوشکاری باشد.

نیروی عمودی اعمالی: نیروی اعمالی به قطعه کار در جهت محور ابزار چرخشی می باشد.

سرعت حرکت: سرعتی که فرآیند جوشکاری در جهت جوشکاری انجام شود.

سرعت چرخش: سرعت زاویه ای ابزار جوشکاری بر حسب دور بر دقیقه.

ابزار و قطعه کار دارای انحراف θ نسبت به هم می باشند و این انحراف در خلاف جهت پیشروی خواهد بود که در شکل ۲  (شکل زیر) نشان داده شده است واژه لیگامنت (Ligament) نفوذ اغلب برای اتصالات لب به لب در جوش اصطکاکی به کار می رود که فاصله ی انتهای پین از قسمت پشتی قطعه کار می باشد.

از فواید اصلی این روش می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

نداشتن مواد مصرفی، دود، جرقّه، گاز و تشعشعات مضر(تمیز بودن فرایند)؛ عدم نیاز به تمیز کاری قبل از جوشکاری؛ کیفیت بالای فلز جوش؛ عدم نیاز به فلز پرکننده و گاز محافظ؛ از شکل افتادگی و اعوجاج کم؛ تکرار پذیری و ثبوتِ ابعادی؛ خواص متالورژیکی عالی در ناحیه ی اتصال؛ عدم وجود ترک؛ کاهش انرژی مصرفی جوشکاری.

-معایب و محدودیت ها جوشکاری اصطکاکی – اغتشاشی

اما این روش نیز مانند سایر روش ها دارای محدودیت ها و معایبی می باشد که در ذیل اشاره می شود.

برای ضخامت های متفاوت، نیاز به ابزارهای متفاوت است (هر ابزار برای ضخامت خاصی طراحی می شود) گرچه ابزارهایی ابداع شده اند که با ضخامت های مختلف تطبیق می یابند. به اندازه ی فرآیندهای ذوبی قابلیت انطباق پذیری با وضعیت ها وطراحی های مختلف جوش را ندارد .تجهیزات این فرآیند غیرقابل حمل هستند .هر چه دمای ذوب مواد بالاتر رود، ساخت ابزار مناسب مشکل تر می شود (از لحاظ مواد و روش ساخت) و ممکن است جوشکاری را از حالت اقتصادی خارج کند. در انتهای هر جوش، جایی که ابزار بیرون می آید سوراخی باقی می ماند. استفاده از پشت بند ضروری است و ممکن است وجود آن در بعضی از طراحی ها با مشکل همراه گردد. در صورت استفاده از فرزها و ماشین های معمولی، محدود به جوشکاری مستقیم الخط با طول کوتاه و بر روی تعداد محدودی از مواد خواهیم شد بنابراین برای کارهای صنعتی معمولاً لازم است دستگاه ویژه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی خریداری یا ساخته شود.

– جریان فلز

جریان فلز در حین جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پیچیده و به هندسه­ ابزار، پارامترهای فرآیند و ماده ­ای که می خواهیم جوش دهیم وابسته است. درک خصوصیات جریان فلز برای بهینه­ سازی هندسه­ ابزار و همچنین بالا بردن بازده اتصال، از اهمیت­ های عملی درک جریان فلز است. همچنین منجر به پژوهش های زیادی در زمینه­ رفتار جریان ماده در حین جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی شده است. وضعیت سیلان در وجوه مختلف ابزار متفاوت است. رینولدز (Reynoldz) و همکارانش با تعبیه شاخص­ هایی درون فلز پایه توانسته­ اند تا حدودی نحوه سیلان فلز را در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی روشن کنند. آنها نتیجه گرفته­ اند که حداکثر فشار بین ابزار و فلز، در جلوی پین است و گرمای اصطکاکی تولید شده در آنجا بیشتر است. با حرکت ابزار به سمت جلو، فلز به سمت عقب پین اکسترود می­ شود .در اینجا ماده­ سرد، نقش قالب و ابزار جوشکاری نقش سنبه­ شکل ­دهی را ایفا می­ کنند. فلز گرم با فشار ابزار به پشت ابزار رانده شده و بر اثر همین فشار، پیوند فلزی برقرار می ­کند. در واقع در این روش جوشکاری، یک فرآیند ترمومکانیکال موضعی بر روی فلز انجام می­ گیرد. برای بدست آمدن جوش سالم و مستحکم، فلز باید بطور موضعی به بالاتر از دمای کارگرم خود برسد ( دمای کار گرم را تقریباً نصف دمای ذوب، بر حسب درجه کلوین می ­توان فرض کرد). جهت چرخش ابزار باید طوری باشد که رزوه ­های پین هنگام چرخش، مواد را به سمت پایین هدایت نمایند.

جریان مواد در دو مرحله انجام می­ گیرد: موادی که در قسمت جلویی سمت پیشروی حضور دارند به ناحیه ­ای وارد می شوند که همراه پین دارای چرخش و پیشروی هستند. مواد تا حد بالایی تغییر شکل می ­یابند و در پشت پین قرار می گیرند تا یک جوش قوسی شکل را تشکیل دهند به طوری­که از بالا به صورت کمان یا قوس دیده می­ شوند. مواد سپس از قسمت جلویی پسروی به قسمت پشتی ابزار کشیده می­ شوند و فواصل بین قوس­ های مواد سمت پیشروی را پر می کنند. این مواد چرخشی به دور پین ندارند و میزان تغییر شکل کم در آنها منجر به تشکیل دانه­ های درشت ­تر می شود.

-تولید و جریان حرارت

پر واضح است که صنعت ­گران علاقه دارند سرعت تولید را بالا ببرند، از همین رو در روش­ های جوشکاری نیز این تمایل وجود دارد که سرعت جوشکاری افزایش و حرارت ورودی کاهش یابد چرا که منجر به نرخ تولید بالا و کاهش تاثیر جوشکاری بر خواص مکانیکی ماده­ پایه می ­شود. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نیز از این قاعده مستثنی نیست ولی باید مطمئن شد که ماده به اندازه کافی گرم شده است تا از شکست ابزار و ایجاد عیوب پیش­گیری کنیم. همانطور که در تشریح فرآیند اشاره شد، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی دارای چهار مرحله است که به اختصار توضیح داده خواهد شد.

-زمان مکث

      طی این بازه زمانی، قطعه توسط ابزار در حال چرخش که با ماده در تماس است و بدون پیشروی می ­باشد، پیش­گرم می­ شود تا به دمایی برسد که برای حرکت پیشروی ابزار کافی باشد. این دوره ممکن است شامل زمان نفوذ ابزار به درون قطعه نیز باشد.

-دوره گذار و حرارت زودگذر

      طی این بازه زمانی وقتی ابزار شروع به حرکت می­ کند، دوره گذاری خواهد بود که تولید حرارت و دمای اطراف ابزار تغییر می­ کند تا به یک حالت ثابت و پایدار برسد.

  -حالت شبه پایدار

 طی این بازه زمانی ­گرچه دارای نوساناتی در حرارت ورودی می­ب اشد اما در مقیاس ماکروسکوپیک دارای زمینه­ی حرارتی ثابتی در اطراف ابزار می­ باشد.

-حالت پس از پایداری

نزدیک انتهای جوش، حرارت انعکاس یافته از انتهای ورق ممکن است باعث افزایش حرارت اطراف ابزار شود. حرارت تولید شده در حین این نوع جوشکاری از دو منبع تامین می ­شود:

 الف) اصطکاک در سطح ابزار

ب) تغییر شکل مواد در اطراف ابزار

  اغلب فرض می­ شود که تولید حرارت در زیر شولدر ایجاد می ­شود و علت نیز سطح بزرگتر آن است که در اثر توان لازم برای غلبه بر اصطکاک بین سطح ابزار و قطعه کار ایجاد می ­شود.

مصارف نیکل

• ساخت فولاد ضد زنگ آستنیتی
• بعنوان سوپر آلیاژ
• در فولاد آلیاژی، باتری های قابل شارژ، کاتالیست ها، ضرب سکه، محصولات ریخته گری و ورق سازی
• در ورق های زرهی و درب ضد سرقت
• آلیاژ آلنیکو مورد استفاده در آهن ربا
• در بوته های مورد استفاده در آزمایشگاه های شیمیایی
• سیم های هوشمند یا آلیاژهای حافظه دار مورد استفاده در ربات ها
• فلز مونل که آلیاژی از مس و  نیکل  است که در برابر خوردگی مقاومت زیادی دارد و برای پروانه کشتی، وسایل آشپزخانه و لوله کشی صنایع شیمیایی استفاده می شود.