અદ્યતન સાધનો ઉત્પાદન ઉદ્યોગો ધરાવતા ઔદ્યોગિક દેશોમાં, કુલ ઉત્પાદન મૂલ્યનો આશરે 50% વેલ્ડીંગ-સંબંધિત સાહસોમાંથી આવે છે. બજાર સ્પર્ધાત્મકતા વધારવા માટે, ઉત્પાદકો વધુને વધુ ઉચ્ચ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા અને ઓછા ઉત્પાદન ખર્ચની માંગ કરી રહ્યા છે. વેલ્ડીંગ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે, અસાધારણ વેલ્ડીંગ પરિમાણોનો ઉપયોગ કરવા જેવા વિવિધ અભિગમો,હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ, મલ્ટી-વાયર અથવા મલ્ટી-આર્ક વેલ્ડીંગ, અને સુધારેલ વેલ્ડીંગ વાયર અપનાવી શકાય છે. આ અદ્યતન વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓએ વેલ્ડીંગ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કર્યો છે, વ્યાપક ઉપયોગ મેળવ્યો છે અને મહત્વપૂર્ણ યોગદાન આપ્યું છેવેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીનો વિકાસ.

21મી સદીમાં પ્રવેશતા, વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીના ઝડપી વિકાસ સાથે, ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા વેલ્ડીંગ પર વધુને વધુ ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે અને તે સ્થાનિક અને આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી સંશોધન અને એપ્લિકેશનમાં વિકાસ વલણ બની ગયું છે. અગાઉ, ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા વેલ્ડીંગમાં, વેલ્ડીંગ સામગ્રીમાં સુધારા મુખ્ય ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતા હતા. તાજેતરના વર્ષોમાં, વેલ્ડીંગ ઓટોમેશનના સુધારાએ ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપ્યું છે, અને હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ અથવાઉચ્ચ-ડિપોઝિશન-રેટ વેલ્ડીંગભવિષ્યના વિકાસની દિશા બની ગઈ છે. કહેવાતી "ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી" મૂળભૂત રીતે હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ, હાઇ-ડિપોઝિશન-રેટ વેલ્ડીંગ અને હાઇ વેલ્ડીંગ કાર્યક્ષમતા વેલ્ડીંગ જેવી ટેકનોલોજીના સંગ્રહનો સંદર્ભ આપે છે.

(1) વેલ્ડીંગ કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટેના અભિગમો

વેલ્ડીંગ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે બે પાસાઓનો સમાવેશ થાય છે: એક ઉચ્ચ-ડિપોઝિશન-રેટ વેલ્ડીંગ છે જેનો હેતુ વેલ્ડીંગ સામગ્રીના ગલન દરમાં વધારો કરવાનો છે, જેમાં પ્રતિ યુનિટ સમય વધુ વેલ્ડીંગ સામગ્રી ઓગાળવાની જરૂર પડે છે, જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે જાડા પ્લેટ વેલ્ડીંગ માટે થાય છે, જેનો ડિપોઝિશન દર 30 કિગ્રા/કલાક સુધી હોય છે; બીજું હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ છે જેનો હેતુ વેલ્ડીંગ ગતિ વધારવાનો છે, જેનો મૂળભૂત પ્રારંભિક બિંદુ વેલ્ડીંગ પ્રવાહ વધારવાનો છે જ્યારે વેલ્ડીંગ ગરમીના ઇનપુટને લગભગ યથાવત રાખવા માટે વેલ્ડીંગ ગતિમાં વધારો કરવાનો છે, મુખ્યત્વે પાતળા પ્લેટ વેલ્ડીંગ માટે વપરાય છે, જેની વેલ્ડીંગ ગતિ સામાન્ય CO₂ ગેસ શિલ્ડેડ વેલ્ડીંગ કરતા લગભગ 3-8 ગણી હોય છે.

વર્તમાન સંશોધન અને વિકાસ અને ઉત્પાદન એપ્લિકેશન પરિસ્થિતિમાંથી, વેલ્ડીંગ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે નીચેના અભિગમો છે:

• વેલ્ડીંગ ડિપોઝિશન રેટ વધારવા માટે શિલ્ડિંગ ગેસના વિવિધ સંયોજનો દ્વારા મહત્તમ વાયર ગલન ગતિમાં સુધારો કરો.
• વેલ્ડીંગ કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે હાઇબ્રિડ ગરમીના સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ કરો, જેમ કે લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ, લેસર-પ્લાઝ્મા આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ, વગેરે.
• વેલ્ડીંગ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે મલ્ટી-વાયર ફીડિંગ અથવા હોટ-વાયર ફીડિંગ અપનાવો, જેમ કે ટ્વીન-વાયર (અથવા મલ્ટી-વાયર) ગેસ શિલ્ડેડ વેલ્ડીંગ, મલ્ટી-વાયર ડૂબકી આર્ક વેલ્ડીંગ, હોટ-વાયર ગેસ શિલ્ડેડ વેલ્ડીંગ, વગેરે.
• સક્રિય તત્વોના અનન્ય રાસાયણિક ગુણધર્મોનો ઉપયોગ ચાપ પ્રવેશ ક્ષમતા વધારવા, વેલ્ડ ક્રોસ-સેક્શનલ કદ ઘટાડવા અને વેલ્ડીંગ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે કરો, જેમ કે A-TIG વેલ્ડીંગ, A-લેસર પ્રક્રિયા, વગેરે.
• વેલ્ડ ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયા ઘટાડવા માટે ખાંચનું કદ ઘટાડવું અને જમા થયેલી ધાતુનું પ્રમાણ ઘટાડવું, જેમ કે નેરો ગેપ વેલ્ડીંગ.
• વેલ્ડીંગની ગતિ વધારવા માટે વેલ્ડીંગ પાવર સ્ત્રોતોના ખાસ આઉટપુટ વેવફોર્મ્સ અપનાવો.

હાલમાં, આંતરરાષ્ટ્રીય વ્યાખ્યાઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા મેટલ એક્ટિવ ગેસ (MAG) વેલ્ડીંગ(જુઓ DVS-No.0909-1) એ છે: 1.2 મીમી વ્યાસવાળા વાયર માટે, 15 મીટર/મિનિટથી વધુ વાયર ફીડિંગ ગતિ અથવા 8 કિલો/કલાકથી વધુ ડિપોઝિશન દર સાથે MAG વેલ્ડીંગને ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા MAG વેલ્ડીંગ કહેવામાં આવે છે. કેટલાક ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા MAG વેલ્ડીંગની ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતા 20 કિલો/કલાક સુધી પહોંચી શકે છે.

(2) ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા MAG વેલ્ડીંગ સામગ્રી

હાલમાં, MAG વેલ્ડીંગની ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટેના માધ્યમોમાં, વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતો એક એ છે કે વેલ્ડીંગ માટે સોલિડ વાયરને ફ્લક્સ-કોર્ડ વાયરથી બદલવો. લોખંડના પાવડર સાથે મેટલ-કોર્ડ વાયરનો ઉપયોગ સોલિડ વાયરની તુલનામાં ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતામાં 50% થી વધુ વધારો કરી શકે છે. વધુમાં, શિલ્ડિંગ ગેસની રચનાને સમાયોજિત કરવાથી વાયરની ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો થઈ શકે છે.

• સોલિડ વાયર 1.0-1.2 મીમી વ્યાસ માટે યોગ્ય છે. ખૂબ પાતળા વાયર અપૂરતી કઠિનતાને કારણે હાઇ-સ્પીડ વાયર ફીડિંગ માટે અનુકૂળ થવા મુશ્કેલ છે; જ્યારે 1.2 મીમી કરતા વધુ વ્યાસવાળા વાયર માટે ઉચ્ચ પ્રવાહ હેઠળ પણ સ્થિર ફરતી ચાપ ટ્રાન્સફર ઉત્પન્ન કરવી સરળ નથી.
• ફ્લક્સ-કોર્ડ વાયર 1.2-1.6 મીમી વ્યાસ અપનાવી શકે છે. મેટલ-કોર્ડ અને સ્લેગ-ફોર્મિંગ ફ્લક્સ-કોર્ડ વાયર બંને મોટા વેલ્ડીંગ પરિમાણો સાથે ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા MAG વેલ્ડીંગ પ્રાપ્ત કરી શકે છે. ખાસ કરીને મેટલ-કોર્ડ વાયર માટે, મેટલ પાવડરના ઉચ્ચ ભરણ દર (45% સુધી) ને કારણે, 380A વેલ્ડીંગ કરંટ અને 38V વેલ્ડીંગ વોલ્ટેજના વેલ્ડીંગ પરિમાણો સાથે 1.6 મીમી વ્યાસના મેટલ-કોર્ડ વાયરનો ઉપયોગ કરતી વખતે, વાયર ગલન દર 9.6 કિગ્રા/કલાક સુધી પહોંચી શકે છે.

મેટલ-કોર્ડ વાયરનું ટીપું ટ્રાન્સફર સોલિડ વાયર જેવું જ છે. ફ્લક્સ-કોર્ડ વાયરને પરંપરાગત સ્પ્રે ટ્રાન્સફર અને હાઇ-સ્પીડ શોર્ટ-સર્કિટ ટ્રાન્સફરના સ્વરૂપમાં વેલ્ડ કરી શકાય છે, પરંતુ તે ફરતી ચાપ ટ્રાન્સફર ઉત્પન્ન કરી શકતા નથી. રૂટાઇલ ફ્લક્સ-કોર્ડ વાયરની મહત્તમ વાયર ફીડિંગ ગતિ 30 મીટર/મિનિટ સુધી પહોંચી શકે છે, અને બેઝિક ફ્લક્સ-કોર્ડ વાયરની વાયર ફીડિંગ ગતિની ઉપલી મર્યાદા લગભગ 45 મીટર/મિનિટ છે, જેનો વાયર ગલન દર 20 કિગ્રા/કલાક સુધીનો છે.

(3) ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા MAG વેલ્ડીંગમાં ડ્રોપલેટ ટ્રાન્સફરના પ્રકારો

પરંપરાગત MAG વેલ્ડીંગમાં, જેમ જેમ વેલ્ડીંગ પ્રવાહ વધે છે, તેમ તેમ ડ્રોપલેટ ટ્રાન્સફર ફોર્મ શોર્ટ-સર્કિટ ટ્રાન્સફર, ગ્લોબ્યુલર ટ્રાન્સફરથી સ્પ્રે ટ્રાન્સફરમાં બદલાય છે. સારી વેલ્ડ રચના સુનિશ્ચિત કરવાના આધાર હેઠળ, ડ્રોપલેટ સ્પ્રે ટ્રાન્સફર માટે મર્યાદા પ્રવાહ લગભગ 400A છે.

હાઇ-ડિપોઝિશન-રેટ MAG વેલ્ડીંગમાં, મલ્ટિ-કમ્પોનન્ટ શિલ્ડિંગ ગેસના ભૌતિક ગુણધર્મોનો વ્યાપક ઉપયોગ કરીને અને વાયર એક્સટેન્શનને યોગ્ય રીતે વધારીને, અપરંપરાગત MAG વેલ્ડીંગની હાઇ-કરંટ અને હાઇ-વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં વાયર ગલન ગતિને મોટા પ્રમાણમાં વધારી શકાય છે, અને તે જ સમયે, ટીપું ટ્રાન્સફર મોર્ફોલોજીમાં પણ આવશ્યક ફેરફારો થાય છે. તેના મૂળભૂત સ્વરૂપો છે: સામાન્ય સ્પ્રે ટ્રાન્સફર, હાઇ-સ્પીડ શોર્ટ-સર્કિટ ટ્રાન્સફર, રોટેટિંગ સ્પ્રે ટ્રાન્સફર અને હાઇ-સ્પીડ સ્પ્રે ટ્રાન્સફર.

• સામાન્ય સ્પ્રે ટ્રાન્સફર આર્ક: ક્ષેત્રમાંહાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ, સ્પ્રે ટ્રાન્સફર આર્કની વાયર ફીડિંગ ગતિ 15-20 મીટર/મિનિટની રેન્જમાં છે.
• હાઇ-સ્પીડ શોર્ટ-સર્કિટ ટ્રાન્સફર આર્ક: હાઇ-સ્પીડ શોર્ટ-સર્કિટ ટ્રાન્સફર આર્ક વેલ્ડીંગ વોલ્ટેજ ઘટાડીને અને 15-20 મીટર/મિનિટની વાયર ફીડિંગ સ્પીડ રેન્જમાં ડ્રાય એક્સટેન્શન વધારીને મેળવવામાં આવે છે. ડ્રાય એક્સટેન્શન 40 મીમી સુધી વધવાને કારણે, વાયરનો છેડો નરમ પડે છે અને ફરવાનું શરૂ કરે છે, વાયર અક્ષથી 1-2 મીમીના ઓફસેટ સાથે. ફરતો વાયર છેડો વેલ્ડની બંને બાજુએ સમયાંતરે શોર્ટ-સર્કિટ ટ્રાન્સફર ઉત્પન્ન કરે છે.
• ફરતી સ્પ્રે ટ્રાન્સફર આર્ક: જ્યારે વાયરનો છેડો ઉચ્ચ પ્રવાહ દ્વારા નરમ પડે છે અને ચાપ બળ દ્વારા વિચલિત થાય છે ત્યારે ફરતી ચાપ ઉત્પન્ન થાય છે. 1-2 મીમી વ્યાસવાળા વાયર માટે, વાયર ફીડિંગ ગતિ 25 મીટર/મિનિટ અથવા તેથી વધુ સુધી પહોંચવી જરૂરી છે, અને સમકક્ષ લઘુત્તમ વેલ્ડીંગ પ્રવાહ લગભગ 450A છે. વાયર ધરીથી વાયરના મુક્ત છેડાનું કુલ વિચલન ઘણા મિલીમીટર છે, જે વેલ્ડીંગ દરમિયાન નરી આંખે જોઈ શકાય છે.
• હાઇ-સ્પીડ સ્પ્રે ટ્રાન્સફર આર્ક: તે ટીપાંના અક્ષીય સ્થાનાંતરણ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેમાં વાયર ફીડિંગ ગતિ 20 મીટર/મિનિટથી વધુ છે, અને ટીપાંનું કદ વાયર વ્યાસ જેટલું જ છે. ચાપમાં ટીપાંના એક-બાય-એક સ્થાનાંતરણની તુલનામાં, આ પ્રક્રિયા શ્રેષ્ઠ અસર કરે છે. ટીપાં અલગ કરવાની પ્રક્રિયા એ જ રીતે પુનરાવર્તિત થાય છે, અને એક સાંકડી, કેન્દ્રિત અને ચમકતી પ્લાઝ્મા બીમ હાઇ-સ્પીડ સ્પ્રે ટ્રાન્સફર આર્કની લાક્ષણિકતા છે. જ્યારે નરમ વાયર છેડો નીચે આવે છે, ત્યારે ચાપની લંબાઈ ઘટે છે અને પ્લાઝ્મા આર્ક કોલમ પહોળો થાય છે, અને પછી પીગળેલા ટીપાં અને વાયર છેડા વચ્ચે પ્રવાહી પુલ રચાય છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સંકોચન બળની ક્રિયા હેઠળ પ્રવાહી પુલ સતત સંકુચિત થાય છે, જેનાથી ચાપ પહોળો થાય છે. જ્યારે વાયર છેડો અને ટીપાં વચ્ચેનો પુલ પૂરતો નાનો થઈ જાય છે, ત્યારે પુલની આસપાસ પ્લાઝ્મા રચાય છે. જ્યારે પુલ તૂટે છે, ત્યારે હાઇ-સ્પીડ સ્પ્રે ટ્રાન્સફર આર્ક ફરીથી સક્રિય થાય છે, એક સાંકડી અને કેન્દ્રિત પ્લાઝ્મા જેટ ફરીથી બનાવે છે. હાઇ-સ્પીડ સ્પ્રે ટ્રાન્સફર આર્ક માટે, ઊંડા પરંતુ સાંકડા ઘૂંસપેંઠ આકારને કારણે, વેલ્ડ રુટ સંપૂર્ણપણે પીગળેલા ધાતુથી ભરી શકાતું નથી.