У индустријализованим земљама са напредном индустријом производње опреме, приближно 50% укупне вредности производње долази од предузећа везаних за заваривање. Да би повећали конкурентност на тржишту, произвођачи све више захтевају већу ефикасност производње и ниже трошкове производа. Да би се побољшала ефикасност заваривања, користе се различити приступи, као што је коришћење изванредних параметара заваривања,хибридно заваривање, вишежично или вишелучно заваривање, и могу се усвојити побољшане жице за заваривање. Ови напредни поступци заваривања значајно су побољшали ефикасност производње заваривања, стекли широку примену и дали важан доприносунапређење технологије заваривања.

Уласком у 21. век, са брзим развојем науке и технологије, високоефикасно заваривање је добило све већу пажњу и постало је тренд развоја у истраживању и примени технологије заваривања како у земљи тако и у иностранству. Раније су код високоефикасног заваривања главни фокус била побољшања материјала за заваривање. Последњих година, побољшање аутоматизације заваривања је промовисало развој високоефикасне технологије заваривања и брзог заваривања или...заваривање високом брзином наношењапостао је будући правац развоја. Такозвана „високоефикасна технологија заваривања“ у суштини се односи на скуп технологија као што су брзо заваривање, заваривање великом брзином таложења и заваривање са високом ефикасношћу заваривања.

(1) Приступи за побољшање ефикасности заваривања

Побољшање ефикасности производње заваривања обухвата два аспекта: један је заваривање великом брзином таложења усмерено на повећање брзине топљења материјала за заваривање, што захтева топљење више материјала за заваривање по јединици времена, углавном се користи за заваривање дебелих плоча, са брзином таложења до 30 кг/х; други је заваривање великом брзином усмерено на повећање брзине заваривања, чија је основна полазна тачка повећање струје заваривања уз истовремено повећање брзине заваривања како би се унос топлоте заваривања одржао приближно непромењеним, углавном се користи за заваривање танких плоча, са брзином заваривања око 3-8 пута већом од обичног заваривања заштићеним CO₂ гасом.

На основу тренутне ситуације у области истраживања, развоја и производне примене, постоје следећи приступи за побољшање ефикасности производње заваривања:

• Побољшајте максималну брзину топљења жице различитим комбинацијама заштитних гасова како бисте повећали брзину заваривања.
• Користите хибридне изворе топлоте за побољшање ефикасности заваривања, као што су хибридно заваривање ласерским луком, хибридно заваривање ласерским плазмом итд.
• Усвојите вишежично довод или довод вруће жице да бисте побољшали ефикасност производње заваривања, као што је двожично (или вишежично) заваривање у заштитном гасу, вишежично заваривање под потопљеним електролучом, заваривање врућом жицом у заштитном гасу итд.
• Искористите јединствена хемијска својства активних елемената да бисте побољшали способност продирања лука, смањили величину попречног пресека завара и побољшали ефикасност заваривања, као што су А-ТИГ заваривање, А-ласерски процес итд.
• Смањите величину жлеба да бисте смањили површину попречног пресека завара и смањили количину наталоженог метала, као што је заваривање са уским размаком.
• Усвојите посебне излазне таласне облике извора заваривања како бисте повећали брзину заваривања.

Тренутно, међународна дефиницијависокоефикасно заваривање металом активним гасом (MAG)(видети DVS-бр. 0909-1) је: за жицу пречника 1,2 мм, MAG заваривање са брзином довода жице већом од 15 м/мин или брзином наношења већом од 8 кг/х назива се високоефикасно MAG заваривање. Ефикасност наношења неких високоефикасних MAG заваривања може достићи 20 кг/х.

(2) Високоефикасни МАГ материјали за заваривање

Тренутно, међу средствима за побољшање ефикасности наношења MAG заваривања, широко коришћено је замена пуних жица жицама са флуксним језгром за заваривање. Коришћење жица са металним језгром и гвозденим прахом може повећати ефикасност наношења за више од 50% у поређењу са пуним жицама. Поред тога, подешавање састава заштитног гаса може значајно побољшати ефикасност наношења жице.

• Пуне жице су погодне за пречнике од 1,0-1,2 мм. Превише танке жице је тешко прилагодити брзом доводу жице због недовољне крутости; док жице пречника већег од 1,2 мм није лако произвести стабилан пренос ротирајућег лука чак ни под великом струјом.
• Жице са флуксним језгром могу усвојити пречнике од 1,2-1,6 мм. И металне и згуре са флуксним језгром могу постићи високо ефикасно МАГ заваривање са великим параметрима заваривања. Посебно код жица са металним језгром, због велике брзине пуњења металним прахом (до 45%), када се користи жица са металним језгром пречника 1,6 мм са параметрима заваривања од струје заваривања од 380 А и напона заваривања од 38 В, брзина топљења жице може достићи 9,6 кг/х.

Пренос капљица код жица са металним језгром је сличан преносу пуних жица. Жице са флуксом могу се заваривати конвенционалним прскањем и брзим кратким спојем, али не могу произвести ротациони лук. Максимална брзина довода жице код рутилних жица са флуксом може достићи 30 м/мин, а горња граница брзине довода жице код основних жица са флуксом је око 45 м/мин, са брзином топљења жице до 20 кг/х.

(3) Врсте преноса капљица код високоефикасног MAG заваривања

Код конвенционалног МАГ заваривања, како се струја заваривања повећава, облик преноса капљица се мења од краткоспојног преноса, глобуларног преноса до преноса прскањем. Под претпоставком обезбеђивања доброг формирања завара, гранична струја за пренос капљица прскањем је око 400А.

Код MAG заваривања са високом брзином таложења, свеобухватним коришћењем физичких својстава вишекомпонентних заштитних гасова и одговарајућим повећањем истезања жице, брзина топљења жице може се значајно повећати у опсегу високе струје и високог напона неконвенционалног MAG заваривања, а истовремено, морфологија преноса капљица такође претрпља битне промене. Њени основни облици су: обичан пренос прскањем, пренос кратким спојем велике брзине, ротирајући пренос прскањем и пренос прскањем велике брзине.

• Обичан лук за пренос прскањаУ областибрзо заваривање, брзина додавања жице код лука за пренос прскањем је у опсегу од 15-20 м/мин.
• Лук за пренос кратког споја велике брзинеБрзи преносни лук кратког споја се добија смањењем напона заваривања и повећањем сувог издужења у опсегу брзине додавања жице од 15-20 м/мин. Због повећања сувог издужења на 40 мм, крај жице омекшава и почиње да ротира, са помаком од 1-2 мм од осе жице. Ротирајући крај жице производи периодични пренос кратког споја са обе стране завара.
• Ротирајућег лука за пренос прскањаРотациони лук се генерише када се крај жице омекша под дејством велике струје и скрене под дејством силе лука. За жице пречника 1-2 мм, брзина довода жице мора достићи 25 м/мин или више, а еквивалентна минимална струја заваривања је око 450 А. Укупно одступање слободног краја жице од осе жице је неколико милиметара, што се може видети голим оком током заваривања.
• Лук за пренос прскања великом брзиномКарактерише га аксијални пренос капљица, са брзином довода жице већом од 20 м/мин, а величина капљица је приближно једнака пречнику жице. У поређењу са преносом капљица једна по једна у луку, овај процес има најбољи ефекат. Процес одвајања капљица се понавља на исти начин, а узак, концентрисан и блистав плазма сноп је карактеристика брзог лука за пренос растопљеним металом. Када се омекшани крај жице спусти, дужина лука се смањује, а стуб плазма лука се шири, а затим се формира течни мост између растопљене капљице и краја жице. Течни мост се континуирано компресује под дејством електромагнетне силе контракције, чинећи лук ширим. Када мост између краја жице и капљице постане довољно мали, плазма се формира око моста. У тренутку када се мост прекине, лук за пренос растопљеним металом се поново пали, поново формирајући узак и концентрисан плазма млаз. Код брзог лука за пренос растопљеним металом, због дубоког, али уског облика продирања, корен завара не може бити потпуно испуњен растопљеним металом.