განვითარებული აღჭურვილობის წარმოების ინდუსტრიების მქონე ინდუსტრიულ ქვეყნებში, მთლიანი გამომავალი ღირებულების დაახლოებით 50% შედუღებასთან დაკავშირებულ საწარმოებზე მოდის. ბაზრის კონკურენტუნარიანობის გასაზრდელად, მწარმოებლები სულ უფრო მეტად მოითხოვენ წარმოების უფრო მაღალ ეფექტურობას და პროდუქტის უფრო დაბალ ხარჯებს. შედუღების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად გამოიყენება სხვადასხვა მიდგომა, როგორიცაა შედუღების არაჩვეულებრივი პარამეტრების გამოყენება,ჰიბრიდული შედუღება, მრავალმავთულიანი ან მრავალრკალური შედუღება და გაუმჯობესებული შედუღების მავთულები შეიძლება გამოყენებულ იქნას. ამ მოწინავე შედუღების პროცესებმა მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა შედუღების წარმოების ეფექტურობა, მოიპოვა ფართო გამოყენება და მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანაშედუღების ტექნოლოგიის განვითარება.

XXI საუკუნეში, მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სწრაფი განვითარებით, მაღალეფექტურობის შედუღებას მზარდი ყურადღება ექცევა და შედუღების ტექნოლოგიების კვლევისა და გამოყენების განვითარების ტენდენციად იქცა როგორც ადგილობრივ, ასევე საერთაშორისო დონეზე. ადრე, მაღალეფექტურობის შედუღებაში მთავარი აქცენტი შედუღების მასალების გაუმჯობესებაზე იყო. ბოლო წლებში შედუღების ავტომატიზაციის გაუმჯობესებამ ხელი შეუწყო მაღალეფექტური შედუღების ტექნოლოგიის განვითარებას და მაღალსიჩქარიან შედუღებას ან...მაღალი დეპონირების სიჩქარის შედუღებამომავლის განვითარების მიმართულებად იქცა. ე.წ. „მაღალეფექტური შედუღების ტექნოლოგია“ არსებითად გულისხმობს ისეთი ტექნოლოგიების ერთობლიობას, როგორიცაა მაღალსიჩქარიანი შედუღება, მაღალი დეპონირების სიჩქარის შედუღება და მაღალი შედუღების ეფექტურობის შედუღება.

(1) შედუღების ეფექტურობის გაუმჯობესების მიდგომები

შედუღების წარმოების ეფექტურობის გაუმჯობესება ორ ასპექტს მოიცავს: ერთი არის მაღალი დალექვის სიჩქარის შედუღება, რომელიც მიზნად ისახავს შედუღების მასალების დნობის სიჩქარის გაზრდას, რაც მოითხოვს დროის ერთეულში მეტი შედუღების მასალის დნობას, ძირითადად გამოიყენება სქელი ფირფიტების შედუღებისთვის, 30 კგ/სთ-მდე დალექვის სიჩქარით; მეორე არის მაღალსიჩქარიანი შედუღება, რომელიც მიზნად ისახავს შედუღების სიჩქარის გაზრდას, რომლის ძირითადი საწყისი წერტილია შედუღების დენის გაზრდა შედუღების სიჩქარის გაზრდით, რათა შედუღების სითბოს შეყვანა დაახლოებით უცვლელი შენარჩუნდეს, ძირითადად გამოიყენება თხელი ფირფიტების შედუღებისთვის, შედუღების სიჩქარით დაახლოებით 3-8-ჯერ მეტი, ვიდრე ჩვეულებრივი CO₂ აირით დაცული შედუღება.

კვლევისა და განვითარებისა და წარმოების გამოყენების ამჟამინდელი სიტუაციიდან გამომდინარე, შედუღების წარმოების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად არსებობს შემდეგი მიდგომები:

• შედუღების შედეგად წარმოქმნილი ნალექის სიჩქარის გასაზრდელად, დამცავი აირების სხვადასხვა კომბინაციის გამოყენებით, მავთულის დნობის მაქსიმალური სიჩქარის გაუმჯობესება.
• შედუღების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად გამოიყენეთ ჰიბრიდული სითბოს წყაროები, როგორიცაა ლაზერულ-რკალური ჰიბრიდული შედუღება, ლაზერულ-პლაზმური რკალური ჰიბრიდული შედუღება და ა.შ.
• შედუღების წარმოების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად გამოიყენეთ მრავალმავთულიანი ან ცხელი მავთულის მიწოდება, როგორიცაა ორმაგი მავთულის (ან მრავალმავთულიანი) გაზის დამცავი შედუღება, მრავალმავთულიანი წყალქვეშა რკალური შედუღება, ცხელი მავთულის გაზის დამცავი შედუღება და ა.შ.
• აქტიური ელემენტების უნიკალური ქიმიური თვისებების გამოყენება რკალის შეღწევადობის გასაძლიერებლად, შედუღების განივი კვეთის ზომის შესამცირებლად და შედუღების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად, როგორიცაა A-TIG შედუღება, A-ლაზერული პროცესი და ა.შ.
• შედუღების განივი კვეთის ფართობის შესამცირებლად და დალექილი ლითონის რაოდენობის შესამცირებლად, მაგალითად, ვიწრო ნაპრალიანი შედუღების შემთხვევაში, შეამცირეთ ღარის ზომა.
• შედუღების სიჩქარის გასაზრდელად გამოიყენეთ შედუღების ენერგიის წყაროების სპეციალური გამომავალი ტალღური ფორმები.

ამჟამად, საერთაშორისო განმარტებამაღალი ეფექტურობის ლითონის აქტიური გაზის (MAG) შედუღება(იხ. DVS-No.0909-1) არის: 1.2 მმ დიამეტრის მქონე მავთულისთვის, 15 მ/წთ-ზე მეტი მავთულის მიწოდების სიჩქარით ან 8 კგ/სთ-ზე მეტი დეპონირების სიჩქარით მაგნიტურ-მაგნიტურ შედუღებას ეწოდება მაღალი ეფექტურობის მაგნიტურ-მაგნიტური შედუღება. ზოგიერთი მაღალი ეფექტურობის მაგნიტურ-მაგნიტური შედუღების დეპონირების ეფექტურობამ შეიძლება 20 კგ/სთ-ს მიაღწიოს.

(2) მაღალი ეფექტურობის MAG შედუღების მასალები

ამჟამად, MAG შედუღების დეპონირების ეფექტურობის გაუმჯობესების საშუალებებს შორის, ფართოდ გამოიყენება მყარი მავთულების ჩანაცვლება შედუღებისთვის ნაკადის ბირთვიანი მავთულებით. ლითონის ბირთვიანი მავთულების რკინის ფხვნილის გამოყენებით შესაძლებელია დეპონირების ეფექტურობა 50%-ზე მეტით გაზარდოს მყარ მავთულებთან შედარებით. გარდა ამისა, დამცავი აირის შემადგენლობის რეგულირებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს მავთულის დეპონირების ეფექტურობა.

• მყარი მავთულები შესაფერისია 1.0-1.2 მმ დიამეტრისთვის. ძალიან თხელი მავთულები ძნელია ადაპტირება მაღალსიჩქარიან მავთულხლართებით მიწოდებასთან არასაკმარისი სიხისტის გამო; მაშინ როდესაც 1.2 მმ-ზე მეტი დიამეტრის მქონე მავთულები არ ახერხებენ სტაბილური მბრუნავი რკალის გადაცემას მაღალი დენის პირობებშიც კი.
• ფლუქს-გულისებრი მავთულებით შესაძლებელია 1.2-1.6 მმ დიამეტრის გამოყენება. როგორც ლითონის ბირთვიანი, ასევე წიდის წარმომქმნელი ფლუქს-გულისებრი მავთულებით შესაძლებელია მაღალი ეფექტურობის მაგნიტურ-მაგნიტური შედუღების მიღწევა დიდი შედუღების პარამეტრებით. განსაკუთრებით ლითონის ბირთვიანი მავთულებისთვის, ლითონის ფხვნილის მაღალი შევსების სიჩქარის (45%-მდე) გამო, 1.6 მმ დიამეტრის ლითონის ბირთვიანი მავთულის გამოყენებისას, რომლის შედუღების პარამეტრებია 380A შედუღების დენის და 38V შედუღების ძაბვის, მავთულის დნობის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს 9.6 კგ/სთ-ს.

ლითონის ბირთვიანი მავთულების წვეთოვანი გადატანა მსგავსია მყარი მავთულების. ფლუს-გულიანი მავთულების შედუღება შესაძლებელია ჩვეულებრივი შესხურებითი გადატანის და მაღალსიჩქარიანი მოკლე ჩართვის გადატანის სახით, მაგრამ არ შეიძლება მბრუნავი რკალის გადატანა. რუტილის ფლუს-გულიანი მავთულების მავთულის მიწოდების მაქსიმალური სიჩქარე შეიძლება მიაღწიოს 30 მ/წთ-ს, ხოლო ძირითადი ფლუს-გულიანი მავთულების მავთულის მიწოდების სიჩქარის ზედა ზღვარი დაახლოებით 45 მ/წთ-ია, მავთულის დნობის სიჩქარე კი 20 კგ/სთ-მდეა.

(3) წვეთების გადაცემის ტიპები მაღალი ეფექტურობის MAG შედუღებაში

ჩვეულებრივი MAG შედუღების დროს, შედუღების დენის ზრდასთან ერთად, წვეთების გადაცემის ფორმა იცვლება მოკლე ჩართვის გადაცემიდან, გლობული გადაცემიდან შესხურებით გადაცემამდე. შედუღების კარგი ფორმირების უზრუნველყოფის წინაპირობიდან გამომდინარე, წვეთების შესხურებით გადაცემის ზღვრული დენის სიმძლავრე დაახლოებით 400 ამპერია.

მაღალი დეპონირების სიჩქარის მქონე MAG შედუღებისას, მრავალკომპონენტიანი დამცავი აირების ფიზიკური თვისებების ყოვლისმომცველი გამოყენებით და მავთულის დაგრძელების შესაბამისად გაზრდით, მავთულის დნობის სიჩქარე შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს არატრადიციული MAG შედუღების მაღალი დენის და მაღალი ძაბვის დიაპაზონში და ამავდროულად, წვეთების გადაცემის მორფოლოგიაც განიცდის არსებით ცვლილებებს. მისი ძირითადი ფორმებია: ჩვეულებრივი შესხურებით გადაცემა, მაღალსიჩქარიანი მოკლე ჩართვის გადაცემა, მბრუნავი შესხურებით გადაცემა და მაღალსიჩქარიანი შესხურებით გადაცემა.

• ჩვეულებრივი შესხურების გადაცემის რკალი: სფეროშიმაღალსიჩქარიანი შედუღება, შესხურების გადაცემის რკალის მავთულის მიწოდების სიჩქარე 15-20 მ/წთ დიაპაზონშია.
• მაღალსიჩქარიანი მოკლე ჩართვის გადაცემის რკალიმაღალსიჩქარიანი მოკლე ჩართვის გადამცემი რკალი მიიღება შედუღების ძაბვის შემცირებით და მშრალი დაგრძელების გაზრდით მავთულის მიწოდების სიჩქარის 15-20 მ/წთ დიაპაზონში. მშრალი დაგრძელების 40 მმ-მდე გაზრდის გამო, მავთულის ბოლო რბილდება და იწყებს ბრუნვას, მავთულის ღერძიდან 1-2 მმ-ით გადახრით. მბრუნავი მავთულის ბოლო პერიოდულად იწვევს მოკლე ჩართვის გადაცემას შედუღების ორივე მხარეს.
• მბრუნავი შესხურების გადაცემის რკალიმბრუნავი რკალი წარმოიქმნება, როდესაც მავთულის ბოლო დარბილდება მაღალი დენით და გადახრილია რკალური ძალით. 1-2 მმ დიამეტრის მქონე მავთულებისთვის, მავთულის მიწოდების სიჩქარემ უნდა მიაღწიოს 25 მ/წთ ან მეტს, ხოლო ეკვივალენტური მინიმალური შედუღების დენი დაახლოებით 450 ა-ია. მავთულის თავისუფალი ბოლოს მავთულის ღერძიდან სრული გადახრა რამდენიმე მილიმეტრია, რაც შედუღების დროს შეუიარაღებელი თვალითაც ჩანს.
• მაღალსიჩქარიანი შესხურების გადაცემის რკალიახასიათებს წვეთების ღერძული გადატანა, მავთულის მიწოდების სიჩქარით, რომელიც აღემატება 20 მ/წთ-ს, ხოლო წვეთის ზომა დაახლოებით უდრის მავთულის დიამეტრს. რკალში წვეთების ცალ-ცალკე გადატანასთან შედარებით, ამ პროცესს საუკეთესო ეფექტი აქვს. წვეთების გამოყოფის პროცესი იგივენაირად მეორდება და ვიწრო, კონცენტრირებული და კაშკაშა პლაზმური სხივი მაღალსიჩქარიანი შესხურების გადაცემის რკალის დამახასიათებელი ნიშანია. როდესაც დარბილებული მავთულის ბოლო ეშვება, რკალის სიგრძე მცირდება და პლაზმური რკალის სვეტი ფართოვდება, რის შემდეგაც გამდნარ წვეთსა და მავთულის ბოლოს შორის წარმოიქმნება თხევადი ხიდი. ელექტრომაგნიტური შეკუმშვის ძალის ზემოქმედებით, თხევადი ხიდი განუწყვეტლივ იკუმშება, რაც რკალს უფრო ფართოს ხდის. როდესაც მავთულის ბოლოსა და წვეთს შორის ხიდი საკმარისად პატარა ხდება, ხიდის გარშემო წარმოიქმნება პლაზმა. ხიდის გაწყვეტის მომენტში, მაღალსიჩქარიანი შესხურების გადაცემის რკალი ხელახლა ირთვება და ხელახლა ქმნის ვიწრო და კონცენტრირებულ პლაზმურ ჭავლს. მაღალსიჩქარიანი შესხურების გადაცემის რკალისთვის, ღრმა, მაგრამ ვიწრო შეღწევადობის ფორმის გამო, შედუღების ფესვი სრულად ვერ ივსება გამდნარი ლითონით.