U industrijaliziranim zemljama s naprednim industrijama proizvodnje opreme, približno 50% ukupne vrijednosti proizvodnje dolazi iz preduzeća povezanih sa zavarivanjem. Kako bi povećali konkurentnost na tržištu, proizvođači sve više zahtijevaju veću efikasnost proizvodnje i niže troškove proizvoda. Za poboljšanje efikasnosti zavarivanja, primjenjuju se različiti pristupi, kao što je korištenje izvanrednih parametara zavarivanja,hibridno zavarivanje, višežično ili višelučno zavarivanje, a mogu se primijeniti i poboljšane žice za zavarivanje. Ovi napredni postupci zavarivanja značajno su poboljšali efikasnost proizvodnje zavarivanja, stekli široku primjenu i dali važan doprinosunapređenje tehnologije zavarivanja.

Ulaskom u 21. vijek, s brzim razvojem nauke i tehnologije, visokoefikasno zavarivanje dobilo je sve veću pažnju i postalo je trend razvoja u istraživanju i primjeni tehnologije zavarivanja, kako u zemlji tako i u inostranstvu. Ranije su kod visokoefikasnog zavarivanja glavni fokus bila na poboljšanjima materijala za zavarivanje. Posljednjih godina, poboljšanje automatizacije zavarivanja promoviralo je razvoj visokoefikasne tehnologije zavarivanja i brzog zavarivanja ili...zavarivanje visokom brzinom taloženjapostao je budući smjer razvoja. Takozvana "tehnologija zavarivanja visoke efikasnosti" u suštini se odnosi na skup tehnologija kao što su zavarivanje velikom brzinom, zavarivanje velikom brzinom taloženja i zavarivanje visoke efikasnosti zavarivanja.

(1) Pristupi za poboljšanje efikasnosti zavarivanja

Poboljšanje efikasnosti zavarivanja uključuje dva aspekta: jedan je zavarivanje velikom brzinom taloženja usmjereno na povećanje brzine topljenja materijala za zavarivanje, što zahtijeva topljenje više materijala za zavarivanje po jedinici vremena, uglavnom se koristi za zavarivanje debelih ploča, sa brzinom taloženja do 30 kg/h; drugi je zavarivanje velikom brzinom usmjereno na povećanje brzine zavarivanja, čija je osnovna polazna tačka povećanje struje zavarivanja uz istovremeno povećanje brzine zavarivanja kako bi se unos toplote zavarivanja održao približno nepromijenjenim, uglavnom se koristi za zavarivanje tankih ploča, sa brzinom zavarivanja oko 3-8 puta većom od običnog zavarivanja u zaštitnoj CO₂ gasnoj atmosferi.

Na osnovu trenutne situacije u istraživanju, razvoju i primjeni u proizvodnji, postoje sljedeći pristupi za poboljšanje efikasnosti proizvodnje zavarivanja:

• Poboljšajte maksimalnu brzinu topljenja žice različitim kombinacijama zaštitnih plinova kako biste povećali brzinu zavarivanja.
• Koristite hibridne izvore toplote za poboljšanje efikasnosti zavarivanja, kao što su hibridno lasersko-lučno zavarivanje, hibridno lasersko-plazma lukno zavarivanje itd.
• Usvojite višežično dovodjenje ili dovod vruće žice kako biste poboljšali efikasnost zavarivanja, kao što je zavarivanje dvostrukom (ili višežičnom) žicom u zaštiti plina, višežično zavarivanje pod praškom, zavarivanje vrućom žicom u zaštiti plina itd.
• Iskoristite jedinstvena hemijska svojstva aktivnih elemenata za poboljšanje sposobnosti prodiranja luka, smanjenje veličine poprečnog presjeka zavara i poboljšanje efikasnosti zavarivanja, kao što su A-TIG zavarivanje, A-laserski proces itd.
• Smanjite veličinu žlijeba kako biste smanjili površinu poprečnog presjeka zavara i smanjili količinu nanesenog metala, kao što je zavarivanje uskim razmakom.
• Usvojite posebne izlazne talasne oblike izvora napajanja za zavarivanje kako biste povećali brzinu zavarivanja.

Trenutno, međunarodna definicijavisokoefikasno zavarivanje metalom aktivnim gasom (MAG)(vidi DVS-br. 0909-1) je: za žicu promjera 1,2 mm, MAG zavarivanje s brzinom dodavanja žice većom od 15 m/min ili brzinom nanošenja većom od 8 kg/h naziva se visokoefikasno MAG zavarivanje. Efikasnost nanošenja nekih visokoefikasnih MAG zavarivanja može doseći 20 kg/h.

(2) Visokoefikasni MAG materijali za zavarivanje

Trenutno, među načinima za poboljšanje efikasnosti nanošenja MAG zavarivanja, široko korišteno je zamjena punih žica žicama s fluksom. Korištenje žica s metalnom jezgrom i željeznim prahom može povećati efikasnost nanošenja za više od 50% u poređenju s punim žicama. Osim toga, podešavanje sastava zaštitnog plina može značajno poboljšati efikasnost nanošenja žice.

• Pune žice su pogodne za promjere od 1,0-1,2 mm. Pretanke žice je teško prilagoditi brzini dodavanja žice zbog nedovoljne krutosti; dok žice promjera većeg od 1,2 mm nije lako proizvesti stabilan prijenos rotirajućeg luka čak ni pod velikom strujom.
• Žice s punjenom žicom mogu usvojiti promjere od 1,2-1,6 mm. I žice s metalnom punjenom žicom i žice s punjenom žicom koje formiraju trosku mogu postići visokoučinkovito MAG zavarivanje s velikim parametrima zavarivanja. Posebno kod žica s metalnom punjenom žicom, zbog visoke stope punjenja metalnim prahom (do 45%), kada se koristi žica s metalnom punjenom žicom promjera 1,6 mm s parametrima zavarivanja od struje zavarivanja od 380 A i napona zavarivanja od 38 V, brzina topljenja žice može doseći 9,6 kg/h.

Prijenos kapljica kod žica s metalnim jezgrom sličan je prijenosu punih žica. Žice s punjenom žicom mogu se zavarivati ​​konvencionalnim raspršivanjem i brzim kratkospojnim prijenosom, ali ne mogu proizvesti rotirajući luk. Maksimalna brzina dodavanja žice kod rutilnih punjenih žica može doseći 30 m/min, a gornja granica brzine dodavanja žice kod osnovnih punjenih žica je oko 45 m/min, s brzinom topljenja žice do 20 kg/h.

(3) Vrste prenosa kapljica kod visokoefikasnog MAG zavarivanja

Kod konvencionalnog MAG zavarivanja, kako se struja zavarivanja povećava, oblik prenosa kapljica se mijenja od kratkospojnog prenosa, preko globularnog prenosa, do prenosa raspršivanjem. Pod pretpostavkom osiguranja dobrog formiranja zavara, granična struja za prenos kapljica raspršivanjem je oko 400A.

Kod MAG zavarivanja s visokom brzinom taloženja, sveobuhvatnim korištenjem fizičkih svojstava višekomponentnih zaštitnih plinova i odgovarajućim povećanjem istezanja žice, brzina topljenja žice može se znatno povećati u rasponu visokih struja i visokih napona nekonvencionalnog MAG zavarivanja, a istovremeno, morfologija prijenosa kapljica također podliježe bitnim promjenama. Njegovi osnovni oblici su: obični prijenos raspršivanjem, prijenos kratkim spojem velikom brzinom, prijenos rotirajućim raspršivanjem i prijenos raspršivanjem velikom brzinom.

• Obični luk za prijenos raspršivanjaU oblastizavarivanje velikom brzinom, brzina dodavanja žice kod luka za prskanje je u rasponu od 15-20 m/min.
• Luk za prijenos kratkog spoja velike brzineBrzi prijenosni luk kratkog spoja postiže se smanjenjem napona zavarivanja i povećanjem suhog izduženja unutar raspona brzine dodavanja žice od 15-20 m/min. Zbog povećanja suhog izduženja na 40 mm, kraj žice omekšava i počinje rotirati, s pomakom od 1-2 mm od ose žice. Rotirajući kraj žice proizvodi periodični prijenos kratkog spoja na obje strane zavara.
• Rotirajući luk za prijenos raspršivanjaRotirajući luk nastaje kada se kraj žice omekša visokom strujom i skrene silom luka. Za žice promjera 1-2 mm, brzina dodavanja žice mora dostići 25 m/min ili više, a ekvivalentna minimalna struja zavarivanja je oko 450 A. Ukupno odstupanje slobodnog kraja žice od ose žice je nekoliko milimetara, što se može vidjeti golim okom tokom zavarivanja.
• Luk za prijenos prskanja velikom brzinomKarakterizira ga aksijalni prijenos kapljica, s brzinom dodavanja žice većom od 20 m/min, a veličina kapljica je približno jednaka promjeru žice. U usporedbi s prijenosom kapljica jedna po jedna u luku, ovaj proces ima najbolji učinak. Proces odvajanja kapljica ponavlja se na isti način, a uski, koncentrirani i blještavi plazma snop karakteristika je brzog luka za raspršivanje. Kada se omekšani kraj žice spusti, dužina luka se smanjuje, a stupac plazma luka se širi, nakon čega se formira tekući most između rastopljene kapljice i kraja žice. Tečni most se kontinuirano komprimira pod djelovanjem elektromagnetske sile kontrakcije, što luk čini širim. Kada most između kraja žice i kapljice postane dovoljno mali, plazma se formira oko mosta. U trenutku kada se most prekine, luk za raspršivanje velike brzine se ponovno pali, ponovno formirajući uski i koncentrirani mlaz plazme. Kod brzog luka za raspršivanje, zbog dubokog, ali uskog oblika prodiranja, korijen zavara ne može se u potpunosti ispuniti rastopljenim metalom.