Di negara-negara industri dengan industri manufaktur peralatan canggih, sekitar 50% dari total nilai output berasal dari perusahaan yang terkait dengan pengelasan. Untuk meningkatkan daya saing pasar, para produsen semakin menuntut efisiensi produksi yang lebih tinggi dan biaya produk yang lebih rendah. Untuk meningkatkan efisiensi pengelasan, berbagai pendekatan seperti penggunaan parameter pengelasan yang luar biasa,pengelasan hibrida, pengelasan multi-kawat atau multi-busur, dan kawat las yang lebih baik dapat diadopsi. Proses pengelasan canggih ini telah secara signifikan meningkatkan efisiensi produksi pengelasan, mendapatkan aplikasi yang luas, dan memberikan kontribusi penting padamemajukan teknologi pengelasan.

Memasuki abad ke-21, dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang pesat, pengelasan efisiensi tinggi semakin mendapat perhatian dan menjadi tren perkembangan dalam penelitian dan aplikasi teknologi pengelasan baik di dalam maupun luar negeri. Sebelumnya, dalam pengelasan efisiensi tinggi, peningkatan material pengelasan menjadi fokus utama. Dalam beberapa tahun terakhir, peningkatan otomatisasi pengelasan telah mendorong perkembangan teknologi pengelasan efisiensi tinggi, dan pengelasan kecepatan tinggi ataupengelasan laju deposisi tinggitelah menjadi arah pengembangan masa depan. Yang disebut "teknologi pengelasan efisiensi tinggi" pada dasarnya mengacu pada kumpulan teknologi seperti pengelasan kecepatan tinggi, pengelasan laju deposisi tinggi, dan pengelasan efisiensi tinggi.

(1) Pendekatan untuk Meningkatkan Efisiensi Pengelasan

Peningkatan efisiensi produksi pengelasan mencakup dua aspek: pertama, pengelasan laju deposisi tinggi yang bertujuan untuk meningkatkan laju peleburan material pengelasan, yang membutuhkan peleburan lebih banyak material pengelasan per satuan waktu, terutama digunakan untuk pengelasan pelat tebal, dengan laju deposisi hingga 30 kg/jam; kedua, pengelasan kecepatan tinggi yang bertujuan untuk meningkatkan kecepatan pengelasan, yang titik awalnya adalah meningkatkan arus pengelasan sambil meningkatkan kecepatan pengelasan untuk menjaga masukan panas pengelasan agar tetap tidak berubah, terutama digunakan untuk pengelasan pelat tipis, dengan kecepatan pengelasan sekitar 3-8 kali lipat dari pengelasan terlindung gas CO₂ biasa.

Berdasarkan situasi penelitian dan pengembangan serta aplikasi produksi saat ini, terdapat beberapa pendekatan berikut untuk meningkatkan efisiensi produksi pengelasan:

• Meningkatkan kecepatan peleburan kawat maksimum melalui berbagai kombinasi gas pelindung untuk meningkatkan laju pengendapan pengelasan.
• Gunakan sumber panas hibrida untuk meningkatkan efisiensi pengelasan, seperti pengelasan hibrida laser-busur, pengelasan hibrida laser-busur plasma, dll.
• Mengadopsi sistem pengumpanan kawat ganda atau pengumpanan kawat panas untuk meningkatkan efisiensi produksi pengelasan, seperti pengelasan terlindung gas kawat ganda (atau multi-kawat), pengelasan busur terendam multi-kawat, pengelasan terlindung gas kawat panas, dll.
• Memanfaatkan sifat kimia unik dari unsur-unsur aktif untuk meningkatkan kemampuan penetrasi busur, mengurangi ukuran penampang las, dan meningkatkan efisiensi pengelasan, seperti pengelasan A-TIG, proses A-Laser, dll.
• Mengurangi ukuran alur untuk menurunkan luas penampang las dan mengurangi jumlah logam yang diendapkan, seperti pada pengelasan celah sempit.
• Mengadopsi bentuk gelombang keluaran khusus dari sumber daya pengelasan untuk meningkatkan kecepatan pengelasan.

Saat ini, definisi internasional daripengelasan gas aktif logam (MAG) efisiensi tinggi(lihat DVS-No.0909-1) adalah: untuk kawat dengan diameter 1,2 mm, pengelasan MAG dengan kecepatan pengumpanan kawat melebihi 15 m/menit atau laju deposisi lebih besar dari 8 kg/jam disebut pengelasan MAG efisiensi tinggi. Efisiensi deposisi beberapa pengelasan MAG efisiensi tinggi dapat mencapai 20 kg/jam.

(2) Material Pengelasan MAG Berkinerja Tinggi

Saat ini, di antara berbagai cara untuk meningkatkan efisiensi deposisi pengelasan MAG, yang paling banyak digunakan adalah mengganti kawat padat dengan kawat inti fluks untuk pengelasan. Penggunaan kawat inti logam dengan bubuk besi dapat meningkatkan efisiensi deposisi lebih dari 50% dibandingkan dengan kawat padat. Selain itu, penyesuaian komposisi gas pelindung dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi deposisi kawat.

• Kawat padat cocok untuk diameter 1,0-1,2 mm. Kawat yang terlalu tipis sulit beradaptasi dengan pengumpanan kawat kecepatan tinggi karena kekakuannya tidak mencukupi; sedangkan kawat dengan diameter lebih besar dari 1,2 mm tidak mudah menghasilkan transfer busur putar yang stabil bahkan di bawah arus tinggi.
• Kawat inti fluks dapat menggunakan diameter 1,2-1,6 mm. Baik kawat inti logam maupun kawat inti fluks pembentuk terak dapat mencapai pengelasan MAG efisiensi tinggi dengan parameter pengelasan yang besar. Khusus untuk kawat inti logam, karena tingkat pengisian bubuk logam yang tinggi (hingga 45%), ketika menggunakan kawat inti logam berdiameter 1,6 mm dengan parameter pengelasan arus las 380 A dan tegangan las 38 V, laju peleburan kawat dapat mencapai 9,6 kg/jam.

Transfer tetesan kawat inti logam mirip dengan kawat padat. Kawat inti fluks dapat dilas dalam bentuk transfer semprot konvensional dan transfer hubung singkat kecepatan tinggi, tetapi tidak dapat menghasilkan transfer busur berputar. Kecepatan pengumpanan kawat maksimum kawat inti fluks rutil dapat mencapai 30 m/menit, dan batas atas kecepatan pengumpanan kawat inti fluks dasar sekitar 45 m/menit, dengan laju peleburan kawat hingga 20 kg/jam.

(3) Jenis Transfer Tetesan pada Pengelasan MAG Efisiensi Tinggi

Pada pengelasan MAG konvensional, seiring peningkatan arus pengelasan, bentuk transfer tetesan berubah dari transfer hubung singkat, transfer globular menjadi transfer semprot. Dengan tetap memastikan pembentukan las yang baik, arus batas untuk transfer semprot tetesan adalah sekitar 400A.

Dalam pengelasan MAG dengan laju deposisi tinggi, dengan memanfaatkan secara komprehensif sifat fisik gas pelindung multi-komponen dan meningkatkan perpanjangan kawat secara tepat, kecepatan peleburan kawat dapat ditingkatkan secara signifikan dalam rentang arus dan tegangan tinggi pada pengelasan MAG non-konvensional, dan pada saat yang sama, morfologi transfer tetesan juga mengalami perubahan mendasar. Bentuk dasarnya adalah: transfer semprot biasa, transfer hubung singkat kecepatan tinggi, transfer semprot berputar, dan transfer semprot kecepatan tinggi.

• Busur transfer semprot biasa: Di bidangpengelasan kecepatan tinggiKecepatan pengumpanan kawat pada pengelasan busur transfer semprot berada dalam kisaran 15-20 m/menit.
• Busur transfer hubung singkat berkecepatan tinggiBusur transfer hubung singkat berkecepatan tinggi diperoleh dengan mengurangi tegangan pengelasan dan meningkatkan perpanjangan kering dalam rentang kecepatan pengumpanan kawat 15-20 m/menit. Karena peningkatan perpanjangan kering hingga 40 mm, ujung kawat melunak dan mulai berputar, dengan offset 1-2 mm dari sumbu kawat. Ujung kawat yang berputar menghasilkan transfer hubung singkat periodik di kedua sisi lasan.
• Busur transfer semprotan berputarBusur berputar dihasilkan ketika ujung kawat dilunakkan oleh arus tinggi dan dibelokkan oleh gaya busur. Untuk kawat dengan diameter 1-2 mm, kecepatan pengumpanan kawat harus mencapai 25 m/menit atau lebih tinggi, dan arus pengelasan minimum yang setara sekitar 450 A. Total deviasi ujung bebas kawat dari sumbu kawat adalah beberapa milimeter, yang dapat diamati dengan mata telanjang selama pengelasan.
• Busur transfer semprot kecepatan tinggiCiri khasnya adalah perpindahan tetesan secara aksial, dengan kecepatan pengumpanan kawat melebihi 20 m/menit, dan ukuran tetesan kira-kira sama dengan diameter kawat. Dibandingkan dengan perpindahan tetesan satu per satu dalam busur, proses ini memiliki efek terbaik. Proses pemisahan tetesan berulang dengan cara yang sama, dan pancaran plasma yang sempit, terkonsentrasi, dan menyilaukan adalah karakteristik dari busur transfer semprot kecepatan tinggi. Ketika ujung kawat yang melunak turun, panjang busur berkurang dan kolom busur plasma melebar, kemudian jembatan cairan terbentuk antara tetesan lelehan dan ujung kawat. Jembatan cairan terus menerus dikompresi di bawah aksi gaya kontraksi elektromagnetik, membuat busur lebih lebar. Ketika jembatan antara ujung kawat dan tetesan menjadi cukup kecil, plasma terbentuk di sekitar jembatan. Pada saat jembatan putus, busur transfer semprot kecepatan tinggi menyala kembali, membentuk kembali pancaran plasma yang sempit dan terkonsentrasi. Untuk busur transfer semprot kecepatan tinggi, karena bentuk penetrasi yang dalam tetapi sempit, akar las tidak dapat sepenuhnya diisi dengan logam cair.