Katika nchi zilizoendelea zenye viwanda vya utengenezaji wa vifaa vya hali ya juu, takriban 50% ya jumla ya thamani ya pato hutoka kwa makampuni yanayohusiana na kulehemu. Ili kuongeza ushindani wa soko, wazalishaji wanazidi kudai ufanisi mkubwa wa uzalishaji na gharama za chini za bidhaa. Ili kuboresha ufanisi wa kulehemu, mbinu mbalimbali kama vile kutumia vigezo vya kulehemu vya ajabu,kulehemu mseto, kulehemu kwa waya nyingi au kwa safu nyingi, na nyaya zilizoboreshwa za kulehemu zinaweza kutumika. Michakato hii ya hali ya juu ya kulehemu imeboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa uzalishaji wa kulehemu, imetumika sana, na kutoa michango muhimu kwateknolojia inayoendelea ya kulehemu.

Kuingia karne ya 21, pamoja na maendeleo ya haraka ya sayansi na teknolojia, kulehemu kwa ufanisi wa hali ya juu kumepata umakini unaoongezeka na kumekuwa mwelekeo wa maendeleo katika utafiti na matumizi ya teknolojia ya kulehemu ndani na nje ya nchi. Hapo awali, katika kulehemu kwa ufanisi wa hali ya juu, maboresho katika vifaa vya kulehemu yalikuwa lengo kuu. Katika miaka ya hivi karibuni, uboreshaji wa otomatiki wa kulehemu umekuza maendeleo ya teknolojia ya kulehemu kwa ufanisi wa hali ya juu, na kulehemu kwa kasi ya juu aukulehemu kwa kiwango cha juu cha utupajiimekuwa mwelekeo wa maendeleo ya siku zijazo. Kinachoitwa "teknolojia ya kulehemu yenye ufanisi mkubwa" kimsingi inarejelea mkusanyiko wa teknolojia kama vile kulehemu kwa kasi ya juu, kulehemu kwa kiwango cha juu cha uwekaji, na kulehemu kwa ufanisi mkubwa wa kulehemu.

(1) Mbinu za Kuboresha Ufanisi wa Kulehemu

Kuboresha ufanisi wa uzalishaji wa kulehemu kunajumuisha mambo mawili: moja ni kulehemu kwa kiwango cha juu cha uwekaji unaolenga kuongeza kiwango cha kuyeyuka kwa vifaa vya kulehemu, ambayo inahitaji kuyeyusha vifaa zaidi vya kulehemu kwa kila kitengo cha muda, hasa kutumika kwa kulehemu kwa sahani nene, kwa kiwango cha uwekaji wa hadi kilo 30/saa; lingine ni kulehemu kwa kasi ya juu kunalenga kuongeza kasi ya kulehemu, ambayo sehemu yake ya msingi ya kuanzia ni kuongeza mkondo wa kulehemu huku ikiongeza kasi ya kulehemu ili kudumisha uingizaji wa joto la kulehemu ambao haujabadilika, hasa kutumika kwa kulehemu kwa sahani nyembamba, kwa kasi ya kulehemu takriban mara 3-8 ya kulehemu kwa kawaida kwa gesi ya CO₂.

Kutokana na utafiti na maendeleo ya sasa na hali ya matumizi ya uzalishaji, kuna mbinu zifuatazo za kuboresha ufanisi wa uzalishaji wa kulehemu:

• Boresha kasi ya juu zaidi ya kuyeyuka kwa waya kupitia michanganyiko tofauti ya gesi za kinga ili kuongeza kiwango cha utuaji wa kulehemu.
• Tumia vyanzo vya joto mseto ili kuboresha ufanisi wa kulehemu, kama vile kulehemu mseto wa laser-arc, kulehemu mseto wa laser-plasma arc, n.k.
• Tumia ulishaji wa waya nyingi au ulishaji wa waya moto ili kuboresha ufanisi wa uzalishaji wa kulehemu, kama vile kulehemu kwa gesi yenye waya mbili (au waya nyingi), kulehemu kwa safu iliyozama ya waya nyingi, kulehemu kwa gesi yenye waya moto, n.k.
• Tumia sifa za kipekee za kemikali za vipengele hai ili kuongeza uwezo wa kupenya kwa arc, kupunguza ukubwa wa sehemu mtambuka ya kulehemu, na kuboresha ufanisi wa kulehemu, kama vile kulehemu kwa A-TIG, mchakato wa A-Laser, n.k.
• Punguza ukubwa wa mfereji ili kupunguza eneo la sehemu ya kulehemu na kupunguza kiasi cha chuma kilichowekwa, kama vile kulehemu pengo nyembamba.
• Tumia aina maalum za mawimbi ya kutoa vyanzo vya umeme vya kulehemu ili kuongeza kasi ya kulehemu.

Hivi sasa, ufafanuzi wa kimataifa wakulehemu gesi amilifu ya chuma (MAG) kwa ufanisi mkubwa(tazama DVS-No.0909-1) ni: kwa waya yenye kipenyo cha 1.2mm, kulehemu kwa MAG yenye kasi ya kulisha waya inayozidi 15m/min au kiwango cha uwekaji zaidi ya 8kg/h huitwa kulehemu kwa MAG yenye ufanisi mkubwa. Ufanisi wa uwekaji wa baadhi ya kulehemu kwa MAG yenye ufanisi mkubwa unaweza kufikia 20kg/h.

(2) Vifaa vya Kulehemu vya MAG vyenye Ufanisi wa Juu

Hivi sasa, miongoni mwa njia za kuboresha ufanisi wa uwekaji wa waya wa kulehemu wa MAG, inayotumika sana ni kubadilisha waya imara na waya zenye mgandamizo wa flux kwa ajili ya kulehemu. Kutumia waya zenye mgandamizo wa chuma zenye unga wa chuma kunaweza kuongeza ufanisi wa uwekaji kwa zaidi ya 50% ikilinganishwa na waya imara. Zaidi ya hayo, kurekebisha muundo wa gesi ya kinga kunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa uwekaji wa waya.

• Waya ngumu zinafaa kwa kipenyo cha 1.0-1.2mm. Waya nyembamba sana ni vigumu kuzoea kulisha waya kwa kasi kubwa kutokana na ugumu usiotosha; huku waya zenye kipenyo kikubwa kuliko 1.2mm si rahisi kutoa uhamishaji thabiti wa arc unaozunguka hata chini ya mkondo wa juu.
• Waya zenye msingi wa flux zinaweza kutumia kipenyo cha 1.2-1.6mm. Waya zenye msingi wa flux zinazounda chuma na slag zinaweza kufikia ulehemu wa MAG wenye ufanisi mkubwa kwa kutumia vigezo vikubwa vya ulehemu. Hasa kwa waya zenye msingi wa chuma, kutokana na kiwango cha juu cha kujaza unga wa chuma (hadi 45%), unapotumia waya wenye msingi wa chuma wenye kipenyo cha 1.6mm wenye vigezo vya ulehemu vya mkondo wa kulehemu wa 380A na volteji ya kulehemu ya 38V, kiwango cha kuyeyuka kwa waya kinaweza kufikia 9.6kg/h.

Uhamisho wa matone ya waya zenye msingi wa chuma ni sawa na ule wa waya imara. Waya zenye msingi wa flux zinaweza kulehemu kwa njia ya uhamisho wa kawaida wa kunyunyizia dawa na uhamisho wa kasi ya juu wa mzunguko mfupi, lakini haziwezi kutoa uhamisho wa arc unaozunguka. Kasi ya juu zaidi ya kulisha waya za waya zenye msingi wa flux inaweza kufikia 30m/min, na kikomo cha juu cha kasi ya kulisha waya za waya za msingi zenye msingi wa flux ni kama 45m/min, huku kiwango cha kuyeyuka kwa waya kikiwa hadi 20kg/h.

(3) Aina za Uhamisho wa Matone katika Ulehemu wa MAG Welding wa Ufanisi wa Juu

Katika kulehemu kwa kawaida kwa MAG, kadri mkondo wa kulehemu unavyoongezeka, uhamishaji wa matone hubadilika kutoka uhamisho wa mzunguko mfupi, uhamisho wa globular hadi uhamisho wa dawa. Chini ya msingi wa kuhakikisha uundaji mzuri wa kulehemu, mkondo wa kikomo wa uhamisho wa dawa ya matone ni takriban 400A.

Katika kulehemu kwa kiwango cha juu cha MAG, kwa kutumia kikamilifu sifa za kimwili za gesi za kinga zenye vipengele vingi na kuongeza ipasavyo ugani wa waya, kasi ya kuyeyuka kwa waya inaweza kuongezeka sana katika safu ya mkondo wa juu na volteji ya juu ya kulehemu isiyo ya kawaida ya MAG, na wakati huo huo, mofolojia ya uhamisho wa matone pia hupitia mabadiliko muhimu. Aina zake za msingi ni: uhamisho wa kawaida wa kunyunyizia, uhamisho wa mzunguko mfupi wa kasi ya juu, uhamisho wa kunyunyizia unaozunguka, na uhamisho wa kunyunyizia wa kasi ya juu.

• Arc ya kawaida ya uhamisho wa dawa: Katika uwanja wakulehemu kwa kasi ya juu, kasi ya kulisha waya ya safu ya kuhamisha dawa iko katika kiwango cha 15-20m/min.
• Arc ya uhamisho wa mzunguko mfupi wa kasi ya juu: Arc ya uhamisho wa saketi fupi ya kasi ya juu hupatikana kwa kupunguza volteji ya kulehemu na kuongeza ugani mkavu ndani ya kiwango cha kasi ya kulisha waya cha 15-20m/min. Kutokana na ongezeko la ugani mkavu hadi 40mm, mwisho wa waya hulainika na kuanza kuzunguka, na ukingo wa 1-2mm kutoka kwenye mhimili wa waya. Mwisho wa waya unaozunguka hutoa uhamisho wa saketi fupi ya mara kwa mara pande zote mbili za kulehemu.
• Arc ya kuhamisha dawa inayozunguka: Tao linalozunguka huzalishwa wakati ncha ya waya inapoleweshwa na mkondo wa juu na kugeuzwa kwa nguvu ya tao. Kwa waya zenye kipenyo cha 1-2mm, kasi ya kulisha waya inahitajika kufikia 25m/min au zaidi, na mkondo wa chini sawa wa kulehemu ni takriban 450A. Mkengeuko kamili wa ncha huru ya waya kutoka kwa mhimili wa waya ni milimita kadhaa, ambayo inaweza kuonekana kwa jicho uchi wakati wa kulehemu.
• Arc ya uhamisho wa dawa ya kasi ya juu: Ina sifa ya uhamisho wa mhimili wa matone, yenye kasi ya kulisha waya inayozidi mita 20/dakika, na ukubwa wa matone ni sawa na kipenyo cha waya. Ikilinganishwa na uhamisho wa matone moja kwa moja kwenye tao, mchakato huu una athari bora zaidi. Mchakato wa kutenganisha matone hurudia kwa njia ile ile, na boriti nyembamba, iliyokolea, na inayong'aa ya plasma ni sifa ya tao la uhamisho wa dawa ya kasi ya juu. Wakati ncha ya waya iliyolainishwa inashuka, urefu wa tao hupungua na safu ya tao la plasma hupanuka, na kisha daraja la kioevu huundwa kati ya tone lililoyeyuka na ncha ya waya. Daraja la kioevu hubanwa kila mara chini ya hatua ya nguvu ya mgandamizo wa sumakuumeme, na kufanya tao kuwa pana zaidi. Wakati daraja kati ya ncha ya waya na tone linakuwa dogo vya kutosha, plasma huundwa kuzunguka daraja. Wakati daraja linapovunjika, tao la uhamisho wa dawa ya kasi ya juu huibuka tena, na kutengeneza tena ndege nyembamba na iliyokolea ya plasma. Kwa tao la uhamisho wa dawa ya kasi ya juu, kutokana na umbo la kupenya kwa kina lakini nyembamba, mzizi wa weld hauwezi kujazwa kabisa na chuma kilichoyeyuka.