Sa mga industriyalisadong bansa na may mga makabagong industriya ng paggawa ng kagamitan, humigit-kumulang 50% ng kabuuang halaga ng output ay nagmumula sa mga negosyong may kaugnayan sa hinang. Upang mapahusay ang kompetisyon sa merkado, lalong hinihingi ng mga tagagawa ang mas mataas na kahusayan sa produksyon at mas mababang gastos sa produkto. Upang mapabuti ang kahusayan sa hinang, iba't ibang pamamaraan tulad ng paggamit ng mga pambihirang parameter ng hinang,hybrid na hinang, multi-wire o multi-arc welding, at maaaring gamitin ang pinahusay na mga welding wire. Ang mga advanced na proseso ng hinang na ito ay lubos na nagpabuti sa kahusayan ng produksyon ng hinang, nakakuha ng malawak na aplikasyon, at nakapagbigay ng mahahalagang kontribusyon sapagsulong ng teknolohiya ng hinang.

Sa pagpasok ng ika-21 siglo, kasabay ng mabilis na pag-unlad ng agham at teknolohiya, ang high-efficiency welding ay nakatanggap ng pagtaas ng atensyon at naging isang trend sa pag-unlad sa pananaliksik at aplikasyon ng teknolohiya ng hinang kapwa sa loob at labas ng bansa. Dati, sa high-efficiency welding, ang mga pagpapabuti sa mga materyales sa hinang ang pangunahing pokus. Sa mga nakaraang taon, ang pagpapabuti ng welding automation ay nagtaguyod ng pag-unlad ng high-efficiency welding technology, at high-speed welding ohinang na may mataas na antas ng deposisyonay naging direksyon ng pag-unlad sa hinaharap. Ang tinatawag na "teknolohiya ng high-efficiency welding" ay mahalagang tumutukoy sa isang koleksyon ng mga teknolohiya tulad ng high-speed welding, high-deposition-rate welding, at high welding efficiency welding.

(1) Mga Pamamaraan upang Mapabuti ang Kahusayan sa Pagwelding

Ang pagpapabuti ng kahusayan sa produksyon ng hinang ay may kasamang dalawang aspeto: ang una ay ang high-deposition-rate welding na naglalayong pataasin ang melting rate ng mga materyales sa hinang, na nangangailangan ng pagtunaw ng mas maraming materyales sa hinang bawat yunit ng oras, pangunahing ginagamit para sa thick plate welding, na may deposition rate na hanggang 30 kg/h; ang isa pa ay high-speed welding na naglalayong pataasin ang bilis ng hinang, na ang pangunahing panimulang punto ay ang pagtaas ng welding current habang pinapataas ang bilis ng hinang upang mapanatili ang input ng init ng hinang na halos hindi nagbabago, pangunahing ginagamit para sa thin plate welding, na may bilis ng hinang na humigit-kumulang 3-8 beses kaysa sa ordinaryong CO₂ gas shielded welding.

Mula sa kasalukuyang sitwasyon ng pananaliksik at pagpapaunlad at aplikasyon sa produksyon, may mga sumusunod na pamamaraan upang mapabuti ang kahusayan sa produksyon ng hinang:

• Pagbutihin ang pinakamataas na bilis ng pagkatunaw ng alambre sa pamamagitan ng iba't ibang kumbinasyon ng mga shielding gas upang mapataas ang bilis ng pagdeposito ng hinang.
• Gumamit ng hybrid heat sources upang mapabuti ang kahusayan sa hinang, tulad ng laser-arc hybrid welding, laser-plasma arc hybrid welding, atbp.
• Gumamit ng multi-wire feeding o hot-wire feeding upang mapabuti ang kahusayan sa produksyon ng welding, tulad ng twin-wire (o multi-wire) gas shielded welding, multi-wire submerged arc welding, hot-wire gas shielded welding, atbp.
• Gamitin ang natatanging kemikal na katangian ng mga aktibong elemento upang mapahusay ang kakayahan sa pagtagos ng arko, mabawasan ang cross-sectional size ng hinang, at mapabuti ang kahusayan sa hinang, tulad ng A-TIG welding, prosesong A-Laser, atbp.
• Bawasan ang laki ng uka upang mabawasan ang cross-sectional area ng hinang at mabawasan ang dami ng naidepositong metal, tulad ng narrow gap welding.
• Gumamit ng mga espesyal na output waveform ng mga pinagmumulan ng kuryente sa hinang upang mapataas ang bilis ng hinang.

Sa kasalukuyan, ang internasyonal na kahulugan ngmataas na kahusayan ng metal active gas (MAG) welding(tingnan ang DVS-Blg.0909-1) ay: para sa isang alambre na may diyametrong 1.2mm, ang MAG welding na may bilis ng pagpapakain ng alambre na higit sa 15m/min o deposition rate na higit sa 8kg/h ay tinatawag na high-efficiency MAG welding. Ang deposition efficiency ng ilang high-efficiency MAG welding ay maaaring umabot sa 20kg/h.

(2) Mga Materyales ng Paghinang ng MAG na Mataas ang Kahusayan

Sa kasalukuyan, kabilang sa mga paraan upang mapabuti ang kahusayan sa pagdedeposito ng MAG welding, ang malawakang ginagamit ay ang pagpapalit ng mga solidong alambre ng mga flux-cored wire para sa hinang. Ang paggamit ng mga metal-cored wire na may iron powder ay maaaring magpataas ng kahusayan sa pagdedeposito nang higit sa 50% kumpara sa mga solidong alambre. Bukod pa rito, ang pagsasaayos ng komposisyon ng shielding gas ay maaaring makabuluhang mapabuti ang kahusayan sa pagdedeposito ng alambre.

• Ang mga solidong alambre ay angkop para sa mga diyametrong 1.0-1.2mm. Ang mga masyadong manipis na alambre ay mahirap umangkop sa high-speed wire feeding dahil sa hindi sapat na higpit; habang ang mga alambreng may diyametrong higit sa 1.2mm ay hindi madaling makagawa ng matatag na rotating arc transfer kahit na sa ilalim ng mataas na current.
• Ang mga flux-cored wire ay maaaring gumamit ng mga diyametro na 1.2-1.6mm. Ang parehong metal-cored at slag-forming flux-cored wire ay maaaring makamit ang high-efficiency MAG welding na may malalaking parameter ng welding. Lalo na para sa mga metal-cored wire, dahil sa mataas na filling rate ng metal powder (hanggang 45%), kapag gumagamit ng 1.6mm diameter na metal-cored wire na may mga parameter ng welding na 380A welding current at 38V welding voltage, ang wire melting rate ay maaaring umabot sa 9.6kg/h.

Ang droplet transfer ng mga metal-cored wire ay katulad ng sa mga solidong wire. Ang mga flux-cored wire ay maaaring i-weld sa anyo ng conventional spray transfer at high-speed short-circuit transfer, ngunit hindi ito maaaring makagawa ng rotating arc transfer. Ang maximum wire feeding speed ng mga rutile flux-cored wire ay maaaring umabot sa 30m/min, at ang upper limit ng wire feeding speed ng mga basic flux-cored wire ay humigit-kumulang 45m/min, na may wire melting rate na hanggang 20kg/h.

(3) Mga Uri ng Paglilipat ng Patak sa High-Efficiency MAG Welding

Sa kumbensyonal na MAG welding, habang tumataas ang welding current, nagbabago ang anyo ng droplet transfer mula sa short-circuit transfer, globular transfer patungo sa spray transfer. Sa ilalim ng prinsipyo ng pagtiyak ng mahusay na pagbuo ng weld, ang limit current para sa droplet spray transfer ay humigit-kumulang 400A.

Sa high-deposition-rate MAG welding, sa pamamagitan ng komprehensibong paggamit ng mga pisikal na katangian ng mga multi-component shielding gas at naaangkop na pagpapataas ng wire extension, ang bilis ng pagkatunaw ng wire ay maaaring lubos na mapataas sa high-current at high-voltage range ng unconventional MAG welding, at kasabay nito, ang morpolohiya ng droplet transfer ay sumasailalim din sa mahahalagang pagbabago. Ang mga pangunahing anyo nito ay: ordinaryong spray transfer, high-speed short-circuit transfer, rotating spray transfer, at high-speed spray transfer.

• Ordinaryong arko ng paglilipat ng spraySa larangan ngmabilis na hinang, ang bilis ng pagpapakain ng alambre ng spray transfer arc ay nasa hanay na 15-20m/min.
• Mataas na bilis na short-circuit transfer arcAng high-speed short-circuit transfer arc ay nakukuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng boltahe ng hinang at pagpapataas ng dry extension sa loob ng saklaw ng bilis ng pagpapakain ng kawad na 15-20m/min. Dahil sa pagtaas ng dry extension sa 40mm, ang dulo ng kawad ay lumalambot at nagsisimulang umikot, na may offset na 1-2mm mula sa axis ng kawad. Ang umiikot na dulo ng kawad ay lumilikha ng pana-panahong short-circuit transfer sa magkabilang panig ng hinang.
• Umiikot na arko ng paglilipat ng sprayAng umiikot na arko ay nabubuo kapag ang dulo ng alambre ay pinalambot ng mataas na kuryente at nailihis ng puwersa ng arko. Para sa mga alambreng may diyametrong 1-2mm, ang bilis ng pagpapakain ng alambre ay kinakailangang umabot sa 25m/min o mas mataas pa, at ang katumbas na minimum na kuryente sa hinang ay humigit-kumulang 450A. Ang kabuuang paglihis ng malayang dulo ng alambre mula sa aksis ng alambre ay ilang milimetro, na maaaring maobserbahan gamit ang mata lamang habang nagwewelding.
• Mataas na bilis ng spray transfer arcIto ay nailalarawan sa pamamagitan ng axial transfer ng mga droplet, na may bilis ng pagpapakain ng wire na lumalagpas sa 20m/min, at ang laki ng droplet ay halos katumbas ng diameter ng wire. Kung ikukumpara sa isa-isang paglilipat ng mga droplet sa arko, ang prosesong ito ang may pinakamahusay na epekto. Ang proseso ng paghihiwalay ng droplet ay nauulit sa parehong paraan, at ang isang makitid, puro, at nakasisilaw na plasma beam ang katangian ng high-speed spray transfer arc. Kapag bumababa ang pinalambot na dulo ng wire, bumababa ang haba ng arko at lumalawak ang plasma arc column, at pagkatapos ay isang liquid bridge ang nabubuo sa pagitan ng tinunaw na droplet at ng dulo ng wire. Ang liquid bridge ay patuloy na napipiga sa ilalim ng aksyon ng electromagnetic contraction force, na ginagawang mas malapad ang arko. Kapag ang tulay sa pagitan ng dulo ng wire at ng droplet ay naging sapat na maliit, ang plasma ay nabubuo sa paligid ng tulay. Sa sandaling masira ang tulay, ang high-speed spray transfer arc ay muling nabubuhay, na muling bumubuo ng isang makitid at purong plasma jet. Para sa high-speed spray transfer arc, dahil sa malalim ngunit makitid na hugis ng pagtagos, ang weld root ay hindi maaaring ganap na mapuno ng tinunaw na metal.