Gelişmiş ekipman üretim sektörlerine sahip sanayileşmiş ülkelerde, toplam üretim değerinin yaklaşık %50'si kaynakla ilgili işletmelerden gelmektedir. Piyasa rekabet gücünü artırmak için üreticiler giderek daha yüksek üretim verimliliği ve daha düşük ürün maliyetleri talep etmektedir. Kaynak verimliliğini artırmak için, olağanüstü kaynak parametrelerinin kullanılması gibi çeşitli yaklaşımlar benimsenmektedir.hibrit kaynakÇok telli veya çok arklı kaynak ve geliştirilmiş kaynak telleri kullanılabilir. Bu gelişmiş kaynak işlemleri, kaynak üretim verimliliğini önemli ölçüde artırmış, geniş uygulama alanı bulmuş ve önemli katkılar sağlamıştır.Kaynak teknolojisindeki gelişmeler.

21. yüzyıla girerken, bilim ve teknolojinin hızlı gelişimiyle birlikte, yüksek verimli kaynak giderek daha fazla ilgi görmekte ve hem yurt içinde hem de uluslararası alanda kaynak teknolojisi araştırma ve uygulamalarında bir gelişim trendi haline gelmektedir. Daha önce, yüksek verimli kaynakta, kaynak malzemelerindeki iyileştirmeler ana odak noktasıydı. Son yıllarda, kaynak otomasyonundaki gelişmeler, yüksek verimli kaynak teknolojisinin gelişimini teşvik etmiş ve yüksek hızlı kaynak veyayüksek biriktirme oranlı kaynakGeleceğin gelişim yönü haline geldi. "Yüksek verimli kaynak teknolojisi" olarak adlandırılan bu teknoloji, esasen yüksek hızlı kaynak, yüksek biriktirme oranlı kaynak ve yüksek kaynak verimliliğine sahip kaynak gibi teknolojilerin bir koleksiyonunu ifade eder.

(1) Kaynak Verimliliğini Artırmaya Yönelik Yaklaşımlar

Kaynak üretim verimliliğinin iyileştirilmesi iki yönü içerir: Birincisi, kaynak malzemelerinin erime hızını artırmayı amaçlayan yüksek biriktirme oranlı kaynak olup, birim zamanda daha fazla kaynak malzemesinin eritilmesini gerektirir ve esas olarak kalın levha kaynaklarında kullanılır, biriktirme oranı saatte 30 kg'a kadar çıkabilir; ikincisi ise kaynak hızını artırmayı amaçlayan yüksek hızlı kaynak olup, temel başlangıç ​​noktası kaynak ısı girdisini kabaca değiştirmeden kaynak akımını ve kaynak hızını artırmaktır ve esas olarak ince levha kaynaklarında kullanılır, kaynak hızı normal CO₂ gaz korumalı kaynağa göre yaklaşık 3-8 kat daha fazladır.

Mevcut araştırma ve geliştirme ile üretim uygulama durumundan yola çıkarak, kaynak üretim verimliliğini artırmak için aşağıdaki yaklaşımlar mevcuttur:

• Kaynak biriktirme hızını artırmak için farklı koruyucu gaz kombinasyonları kullanarak maksimum tel erime hızını iyileştirin.
• Lazer-ark hibrit kaynağı, lazer-plazma ark hibrit kaynağı gibi hibrit ısı kaynakları kullanarak kaynak verimliliğini artırın.
• Çift telli (veya çok telli) gaz korumalı kaynak, çok telli tozaltı ark kaynağı, sıcak telli gaz korumalı kaynak vb. gibi çok telli besleme veya sıcak telli besleme yöntemleri kullanılarak kaynak üretim verimliliği artırılabilir.
• Aktif elementlerin benzersiz kimyasal özelliklerinden yararlanarak ark penetrasyon kabiliyetini artırmak, kaynak kesit boyutunu küçültmek ve kaynak verimliliğini iyileştirmek; örneğin A-TIG kaynağı, A-Lazer işlemi vb.
• Kaynak kesit alanını azaltmak ve biriken metal miktarını düşürmek için oluk boyutunu küçültün; örneğin dar aralıklı kaynak yöntemi gibi.
• Kaynak hızını artırmak için kaynak güç kaynaklarının özel çıkış dalga biçimlerini kullanın.

Şu anda uluslararası tanımı şu şekildedir:yüksek verimli metal aktif gaz (MAG) kaynağı(DVS-No.0909-1'e bakınız): 1,2 mm çapında bir tel için, tel besleme hızı 15 m/dak'yı aşan veya biriktirme hızı 8 kg/saat'ten fazla olan MAG kaynağına yüksek verimli MAG kaynağı denir. Bazı yüksek verimli MAG kaynaklarının biriktirme verimliliği 20 kg/saate ulaşabilir.

(2) Yüksek Verimli MAG Kaynak Malzemeleri

Günümüzde MAG kaynak yönteminin biriktirme verimliliğini artırmak için en yaygın kullanılan yöntem, katı tellerin yerine özlü tellerin kullanılmasıdır. Demir tozu içeren metal özlü tellerin kullanılması, katı tellere kıyasla biriktirme verimliliğini %50'den fazla artırabilir. Ayrıca, koruyucu gazın bileşiminin ayarlanması da telin biriktirme verimliliğini önemli ölçüde iyileştirebilir.

• Katı teller 1,0-1,2 mm çaplar için uygundur. Çok ince teller, yetersiz sertlik nedeniyle yüksek hızlı tel beslemesine uyum sağlamakta zorlanırlar; 1,2 mm'den daha büyük çaplı teller ise yüksek akım altında bile kararlı dönen ark transferi üretmekte zorluk çıkarırlar.
• Özlü kaynak telleri 1,2-1,6 mm çap aralığında olabilir. Hem metal özlü hem de cüruf oluşturan özlü kaynak telleri, geniş kaynak parametreleriyle yüksek verimli MAG kaynağı sağlayabilir. Özellikle metal özlü tellerde, yüksek metal tozu dolum oranı ( %45'e kadar) nedeniyle, 380A kaynak akımı ve 38V kaynak voltajı parametreleriyle 1,6 mm çaplı metal özlü bir tel kullanıldığında, telin erime hızı 9,6 kg/saate ulaşabilir.

Metal özlü tellerin damlacık transferi, katı tellerinkine benzer. Özlü teller, geleneksel püskürtme transferi ve yüksek hızlı kısa devre transferi şeklinde kaynak yapılabilir, ancak dönen ark transferi üretemezler. Rutil özlü tellerin maksimum tel besleme hızı 30 m/dak'ya ulaşabilir ve bazik özlü tellerin tel besleme hızının üst sınırı yaklaşık 45 m/dak'dır ve tel erime hızı 20 kg/saate kadar çıkabilir.

(3) Yüksek Verimli MAG Kaynağında Damlacık Transferinin Türleri

Geleneksel MAG kaynak yönteminde, kaynak akımı arttıkça damlacık transfer şekli kısa devre transferinden, küresel transferden püskürtme transferine doğru değişir. İyi bir kaynak oluşumunun sağlanması koşuluyla, damlacık püskürtme transferi için limit akım yaklaşık 400A'dır.

Yüksek biriktirme hızına sahip MAG kaynağında, çok bileşenli koruyucu gazların fiziksel özelliklerinden kapsamlı bir şekilde yararlanılarak ve tel uzaması uygun şekilde artırılarak, geleneksel olmayan MAG kaynağının yüksek akım ve yüksek voltaj aralığında tel erime hızı büyük ölçüde artırılabilir ve aynı zamanda damlacık transfer morfolojisi de önemli değişikliklere uğrar. Temel biçimleri şunlardır: sıradan püskürtme transferi, yüksek hızlı kısa devre transferi, döner püskürtme transferi ve yüksek hızlı püskürtme transferi.

• Sıradan püskürtme transfer yayı: Alanındayüksek hızlı kaynakPüskürtme transfer arkının tel besleme hızı 15-20 m/dak aralığındadır.
• Yüksek hızlı kısa devre transfer arkıYüksek hızlı kısa devre transfer arkı, 15-20 m/dak tel besleme hızı aralığında kaynak voltajının azaltılması ve kuru uzamanın artırılmasıyla elde edilir. Kuru uzamanın 40 mm'ye çıkmasıyla telin ucu yumuşar ve tel ekseninden 1-2 mm sapma ile dönmeye başlar. Dönen tel ucu, kaynağın her iki tarafında periyodik kısa devre transferi oluşturur.
• Dönen püskürtme transfer yayıYüksek akım nedeniyle tel ucunun yumuşaması ve ark kuvvetiyle sapması sonucu dönen ark oluşur. Çapı 1-2 mm olan teller için tel besleme hızının 25 m/dak veya daha yüksek olması gerekir ve eşdeğer minimum kaynak akımı yaklaşık 450 A'dır. Telin serbest ucunun tel ekseninden toplam sapması birkaç milimetredir ve bu, kaynak sırasında çıplak gözle gözlemlenebilir.
• Yüksek hızlı püskürtme transfer yayıBu yöntem, 20 m/dak'yı aşan tel besleme hızıyla damlacıkların eksenel transferi ile karakterize edilir ve damlacık boyutu yaklaşık olarak tel çapına eşittir. Ark içindeki damlacıkların tek tek transferine kıyasla, bu işlem en iyi etkiyi gösterir. Damlacık ayrılma işlemi aynı şekilde tekrarlanır ve dar, yoğun ve göz kamaştırıcı bir plazma ışını, yüksek hızlı püskürtme transfer arkının özelliğidir. Yumuşamış tel ucu aşağı indiğinde, ark uzunluğu azalır ve plazma ark sütunu genişler, ardından erimiş damlacık ile tel ucu arasında bir sıvı köprüsü oluşur. Sıvı köprüsü, elektromanyetik büzülme kuvvetinin etkisi altında sürekli olarak sıkıştırılır ve arkı daha geniş hale getirir. Tel ucu ile damlacık arasındaki köprü yeterince küçüldüğünde, köprü etrafında plazma oluşur. Köprü kırıldığı anda, yüksek hızlı püskürtme transfer arkı yeniden tutuşur ve dar ve yoğun bir plazma jeti yeniden oluşur. Yüksek hızlı püskürtme transfer arkı için, derin ancak dar penetrasyon şekli nedeniyle, kaynak kökü erimiş metal ile tamamen doldurulamaz.