Industrializētajās valstīs ar modernu iekārtu ražošanas nozari aptuveni 50% no kopējās produkcijas vērtības nāk no ar metināšanu saistītiem uzņēmumiem. Lai uzlabotu tirgus konkurētspēju, ražotāji arvien vairāk pieprasa augstāku ražošanas efektivitāti un zemākas produktu izmaksas. Lai uzlabotu metināšanas efektivitāti, tiek izmantotas dažādas pieejas, piemēram, ārkārtas metināšanas parametru izmantošana,hibrīdmetināšana, var izmantot daudzvadu vai daudzloku metināšanu un uzlabotas metināšanas stieples. Šie uzlabotie metināšanas procesi ir ievērojami uzlabojuši metināšanas ražošanas efektivitāti, ieguvuši plašu pielietojumu un devuši nozīmīgu ieguldījumumetināšanas tehnoloģijas attīstība.

Ienākot 21. gadsimtā, līdz ar straujo zinātnes un tehnoloģiju attīstību, augstas efektivitātes metināšana ir saņēmusi arvien lielāku uzmanību un ir kļuvusi par attīstības tendenci metināšanas tehnoloģiju pētniecībā un pielietošanā gan vietējā, gan starptautiskā mērogā. Iepriekš augstas efektivitātes metināšanā galvenā uzmanība tika pievērsta metināšanas materiālu uzlabošanai. Pēdējos gados metināšanas automatizācijas uzlabošana ir veicinājusi augstas efektivitātes metināšanas tehnoloģijas attīstību, un ātrgaitas metināšana vaiaugstas nogulsnēšanās ātruma metināšanair kļuvis par nākotnes attīstības virzienu. Tā sauktā "augstas efektivitātes metināšanas tehnoloģija" būtībā attiecas uz tādu tehnoloģiju kopumu kā ātrgaitas metināšana, metināšana ar lielu nogulsnēšanās ātrumu un metināšana ar augstu metināšanas efektivitāti.

(1) Metināšanas efektivitātes uzlabošanas metodes

Metināšanas ražošanas efektivitātes uzlabošana ietver divus aspektus: viens ir metināšana ar lielu nogulsnēšanās ātrumu, kuras mērķis ir palielināt metināšanas materiālu kušanas ātrumu, kas prasa vairāk metināšanas materiālu kausēšanu laika vienībā, galvenokārt izmanto biezu plākšņu metināšanai, ar nogulsnēšanās ātrumu līdz 30 kg/h; otrs ir ātrgaitas metināšana, kuras mērķis ir palielināt metināšanas ātrumu, kuras pamatprincips ir palielināt metināšanas strāvu, vienlaikus palielinot metināšanas ātrumu, lai metināšanas siltuma ievade paliktu aptuveni nemainīga, galvenokārt izmanto plānu plākšņu metināšanai, ar metināšanas ātrumu aptuveni 3–8 reizes lielāku nekā parastajā CO₂ gāzes ekranētajā metināšanā.

Ņemot vērā pašreizējo pētniecības un attīstības, kā arī ražošanas pielietojuma situāciju, metināšanas ražošanas efektivitātes uzlabošanai ir šādas pieejas:

• Uzlabojiet maksimālo stieples kušanas ātrumu, izmantojot dažādas aizsarggāzu kombinācijas, lai palielinātu metināšanas nogulsnēšanās ātrumu.
• Lai uzlabotu metināšanas efektivitāti, izmantojiet hibrīdus siltuma avotus, piemēram, lāzera loka hibrīdmetināšanu, lāzera plazmas loka hibrīdmetināšanu utt.
• Lai uzlabotu metināšanas ražošanas efektivitāti, izmantojiet vairāku vadu vai karstās stieples padevi, piemēram, divu vadu (vai vairāku vadu) gāzes ekranētu metināšanu, vairāku vadu iegremdētu loka metināšanu, karstās stieples gāzes ekranētu metināšanu utt.
• Izmantojiet aktīvo elementu unikālās ķīmiskās īpašības, lai uzlabotu loka iespiešanās spēju, samazinātu metinājuma šķērsgriezuma izmēru un uzlabotu metināšanas efektivitāti, piemēram, A-TIG metināšanu, A-lāzera procesu utt.
• Samaziniet rievas izmēru, lai samazinātu metinājuma šķērsgriezuma laukumu un samazinātu nogulsnētā metāla daudzumu, piemēram, šauru spraugu metināšanā.
• Lai palielinātu metināšanas ātrumu, izmantojiet īpašas metināšanas barošanas avotu izejas viļņu formas.

Pašlaik starptautiskā definīcijaaugstas efektivitātes metāla aktīvās gāzes (MAG) metināšana(skatīt DVS-Nr. 0909-1) ir: stieplei ar diametru 1,2 mm, MAG metināšanu ar stieples padeves ātrumu, kas pārsniedz 15 m/min, vai uzklāšanas ātrumu, kas pārsniedz 8 kg/h, sauc par augstas efektivitātes MAG metināšanu. Dažu augstas efektivitātes MAG metināšanas metožu uzklāšanas efektivitāte var sasniegt 20 kg/h.

(2) Augstas efektivitātes MAG metināšanas materiāli

Pašlaik starp līdzekļiem MAG metināšanas uzklāšanas efektivitātes uzlabošanai plaši tiek izmantota cieto stiepļu aizstāšana ar stieplēm ar kušņa serdi metināšanā. Izmantojot metāla serdes stieples ar dzelzs pulveri, uzklāšanas efektivitāti var palielināt par vairāk nekā 50% salīdzinājumā ar cietajām stieplēm. Turklāt, pielāgojot aizsarggāzes sastāvu, var ievērojami uzlabot stieples uzklāšanas efektivitāti.

• Cietās stieples ir piemērotas diametram 1,0–1,2 mm. Pārāk plānas stieples ir grūti pielāgot ātrgaitas stieples padevei nepietiekamas stingrības dēļ; savukārt stieples ar diametru, kas lielāks par 1,2 mm, pat pie lielas strāvas nav viegli nodrošināt stabilu rotējoša loka pārnesi.
• Stieples ar pulvera pildījumu var izmantot ar diametru 1,2–1,6 mm. Gan metāla serdes stieples, gan izdedžus veidojošās stieples ar pulvera pildījumu var panākt augstas efektivitātes MAG metināšanu ar lieliem metināšanas parametriem. Īpaši metāla serdes stieplēm, pateicoties augstajam metāla pulvera piepildījuma līmenim (līdz 45%), izmantojot 1,6 mm diametra metāla serdes stiepli ar metināšanas parametriem 380 A metināšanas strāvu un 38 V metināšanas spriegumu, stieples kušanas ātrums var sasniegt 9,6 kg/h.

Metāla serdes stiepļu pilienu pārnešana ir līdzīga vienlaidu stiepļu pārnešanai. Stieples ar plūsmas serdi var metināt ar parasto izsmidzināšanas pārnesi un ātrgaitas īsslēguma pārnesi, taču tās nevar radīt rotējošas loka pārnesi. Rutila stiepļu ar plūsmas serdi maksimālais stieples padeves ātrums var sasniegt 30 m/min, un pamata stiepļu ar plūsmas serdi padeves ātruma augšējā robeža ir aptuveni 45 m/min, un stieples kušanas ātrums var sasniegt 20 kg/h.

(3) Pilienu pārneses veidi augstas efektivitātes MAG metināšanā

Parastajā MAG metināšanā, palielinoties metināšanas strāvai, pilienu pārneses forma mainās no īsslēguma pārneses, globulāras pārneses uz izsmidzināšanas pārnesi. Lai nodrošinātu labu metinājuma veidošanos, pilienu izsmidzināšanas pārneses robežstrāva ir aptuveni 400 A.

Augstas nogulsnēšanās ātruma MAG metināšanā, vispusīgi izmantojot daudzkomponentu aizsarggāzu fizikālās īpašības un atbilstoši palielinot stieples pagarinājumu, stieples kušanas ātrumu var ievērojami palielināt netradicionālās MAG metināšanas augstas strāvas un augstsprieguma diapazonā, un vienlaikus būtiski mainās arī pilienu pārneses morfoloģija. Tās pamatformas ir: parastā smidzināšanas pārnešana, ātrgaitas īsslēguma pārnešana, rotācijas smidzināšanas pārnešana un ātrgaitas smidzināšanas pārnešana.

• Parastā izsmidzināšanas pārneses lokaŠajā jomāātrgaitas metināšana, izsmidzināšanas pārneses loka stieples padeves ātrums ir 15–20 m/min diapazonā.
• Ātrgaitas īsslēguma pārneses loksLielātruma īsslēguma pārejas loks tiek iegūts, samazinot metināšanas spriegumu un palielinot sauso pagarinājumu stieples padeves ātruma diapazonā no 15 līdz 20 m/min. Palielinot sauso pagarinājumu līdz 40 mm, stieples gals mīkstina un sāk griezties ar 1–2 mm nobīdi no stieples ass. Rotējošais stieples gals rada periodisku īsslēguma pārnesi abās metinājuma pusēs.
• Rotējoša izsmidzināšanas pārneses lokaRotējoša loka rodas, kad stieples galu mīkstina liela strāva un loka spēks to novirza. Stieplei ar diametru 1–2 mm stieples padeves ātrumam ir jāsasniedz 25 m/min vai lielāks, un ekvivalentā minimālā metināšanas strāva ir aptuveni 450 A. Stieples brīvā gala kopējā novirze no stieples ass ir vairāki milimetri, ko metināšanas laikā var novērot ar neapbruņotu aci.
• Ātrgaitas izsmidzināšanas pārneses loksTo raksturo pilienu aksiāla pārnešana, stieples padeves ātrumam pārsniedzot 20 m/min, un pilienu izmērs ir aptuveni vienāds ar stieples diametru. Salīdzinot ar pilienu pārnešanu pa loku pa vienam, šim procesam ir vislabākais efekts. Pilienu atdalīšanas process atkārtojas vienādi, un ātrgaitas izsmidzināšanas loka raksturīgais elements ir šaurs, koncentrēts un žilbinošs plazmas stars. Kad mīkstinātais stieples gals nolaižas, loka garums samazinās un plazmas loka kolonna paplašinās, un tad starp izkausēto pilienu un stieples galu veidojas šķidruma tilts. Šķidruma tilts tiek nepārtraukti saspiests elektromagnētiskā saraušanās spēka ietekmē, padarot loku platāku. Kad tilts starp stieples galu un pilienu kļūst pietiekami mazs, ap tiltu veidojas plazma. Brīdī, kad tilts pārtrūkst, ātrgaitas izsmidzināšanas loks atkal uzliesmo, veidojot šauru un koncentrētu plazmas strūklu. Ātrgaitas izsmidzināšanas lokam dziļās, bet šaurās iespiešanās formas dēļ metināšanas sakni nevar pilnībā piepildīt ar izkausētu metālu.