Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій

Представлено ряд нових розробок Інституту електрозварювання, створених останнім часом, а саме, технології та обладнання для зварювання із застосуванням висококонцентрованих джерел енергії — плазми, лазера, електронного променя. Представлен ряд новых разработок Института электросварки, созданных в по...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Современная электрометаллургия
Datum:	2018
1. Verfasser:	Патон, Б.Є.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2018
Schlagworte:	Славетний ювілей
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167517
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій / Б.Є. Патон // Современная электрометаллургия. — 2018. — № 4 (133). — С. 5-18. — Бібліогр.: 28 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-167517
record_format	dspace
spelling	Патон, Б.Є. 2020-03-30T12:12:01Z 2020-03-30T12:12:01Z 2018 Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій / Б.Є. Патон // Современная электрометаллургия. — 2018. — № 4 (133). — С. 5-18. — Бібліогр.: 28 назв. — укр. 0233-7681 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/as2018.11-12.01 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167517 621.791.001.12/.18 Представлено ряд нових розробок Інституту електрозварювання, створених останнім часом, а саме, технології та обладнання для зварювання із застосуванням висококонцентрованих джерел енергії — плазми, лазера, електронного променя. Представлен ряд новых разработок Института электросварки, созданных в последнее время, а именно, технологии и оборудование для сварки с применением высококонцентрированных источников энергии — плазмы, лазера, электронного луча. A number of recent new developments of the E.O. Paton Electric Welding Institute is presented, namely the technologies and equipment for welding with applying the highly-concentrated power sources: plasma, laser and electron ones. uk Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Современная электрометаллургия Славетний ювілей Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій Современные исследования и разработки ИЭС им. Е. О. Патона в области сварки и родственных технологий Modern research and development of the PWI in the field of welding and related technologies Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій
spellingShingle	Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій Патон, Б.Є. Славетний ювілей
title_short	Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій
title_full	Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій
title_fullStr	Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій
title_full_unstemmed	Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій
title_sort	сучасні дослідження та розробки іез ім. є. о. патона в галузі зварювання та споріднених технологій
author	Патон, Б.Є.
author_facet	Патон, Б.Є.
topic	Славетний ювілей
topic_facet	Славетний ювілей
publishDate	2018
language	Ukrainian
container_title	Современная электрометаллургия
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
format	Article
title_alt	Современные исследования и разработки ИЭС им. Е. О. Патона в области сварки и родственных технологий Modern research and development of the PWI in the field of welding and related technologies
description	Представлено ряд нових розробок Інституту електрозварювання, створених останнім часом, а саме, технології та обладнання для зварювання із застосуванням висококонцентрованих джерел енергії — плазми, лазера, електронного променя. Представлен ряд новых разработок Института электросварки, созданных в последнее время, а именно, технологии и оборудование для сварки с применением высококонцентрированных источников энергии — плазмы, лазера, электронного луча. A number of recent new developments of the E.O. Paton Electric Welding Institute is presented, namely the technologies and equipment for welding with applying the highly-concentrated power sources: plasma, laser and electron ones.
issn	0233-7681
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167517
citation_txt	Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій / Б.Є. Патон // Современная электрометаллургия. — 2018. — № 4 (133). — С. 5-18. — Бібліогр.: 28 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT patonbê sučasnídoslídžennâtarozrobkiíezímêopatonavgaluzízvarûvannâtasporídnenihtehnologíi AT patonbê sovremennyeissledovaniâirazrabotkiiésimeopatonavoblastisvarkiirodstvennyhtehnologii AT patonbê modernresearchanddevelopmentofthepwiinthefieldofweldingandrelatedtechnologies
first_indexed	2025-11-26T00:08:43Z
last_indexed	2025-11-26T00:08:43Z
_version_	1850593270738976768
fulltext	5ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/as2018.11-12.01 УДК 621.791.001.12/.18 СУЧАСНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА РОЗРОБКИ ІЕЗ ім. Є. О. ПАТОНА В ГАЛУЗІ ЗВАРЮВАННЯ ТА СПОРІДНЕНИХ ТЕХНОЛОГІЙ Б. Є. ПАТОН ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua Представлено ряд нових розробок Інституту електрозварювання, створених останнім часом, а саме, технології та облад- нання для зварювання із застосуванням висококонцентрованих джерел енергії — плазми, лазера, електронного променя. Створено технології для зварювання труб, титану великих товщин, алюмінієво-літієвих сплавів, високоміцних сталей. Розроблено парофазні технології отримання наноструктурованих матеріалів для зварювання композитних матеріалів та інтерметалідів. Створено технології та обладнання для зварювання та різання під водою, новий електронно-променевий інструмент для зварювальних робіт у відкритому космосі. Для підвищення довговічності та надійності зварного шва запропонована післязварювальна обробка — імпульсами електричного струму високої щільності та високочастотне механічне проковування. Для контролю якості зварних конструкцій створено цифрове обладнання на основі високочут- ливих твердотільних перетворювачів, а для виробів складної геометрії — промисловий робот з системою технічного зору. Розроблено новий спосіб вирощування монокристалів тугоплавких металів. Представлено нову апаратуру для зварювання живих тканин. Бібліогр. 28, табл. 2, рис. 25. К л ю ч о в і с л о в а : зварювання плазмове, лазерне, електронно-променеве, контактне, титан, алюмінієво-літієві сплави, міцність, контроль якості, наплавлення, монокристали, зварювання живих тканин Зварювання і споріднені технології нині постій- но і стабільно розвиваються. З їх застосуванням промислово розвинені країни світу виробляють більше половини свого валового національного продукту. Впевнено рухаючись вперед, зварюван- ня увійшло в усі сфери життя людини. Воно ши- роко використовується не тільки в промисловості та будівництві, а також й у виробництві побутової техніки, спортивного інвентаря, створенні виробів образотворчого мистецтва та навіть медицині. Все це дозволяє світовому зварювальному товариству констатувати, що сучасні технології зварювання не тільки застосовуються у матеріальному вироб- ництві продукції, але й впливають на підвищен- ня якості життя людини та сприяють досягненню сталого розвитку сучасного суспільства. Аналіз тенденцій розвитку глобального ринку зварювальної техніки свідчить, що і надалі тех- нології зварювання будуть найбільш поширені. Значно зростатимуть потреби в енергозберігаю- чих технологіях зварювання, що базуються на ви- користанні висококонцентрованої енергії — плаз- мової, лазерної, електронно-променевої, а також гібридних джерелах енергії. Автоматизація та ро- ботизація процесів зварювання поширюватиметь- ся і стане у нагоді там, де вона найбільш ефек- тивна. Застосування нових конструктивних форм дозволить удосконалити зварні конструкції, а зни- ження їх металоємності забезпечить використання сталей і сплавів більш високої міцності. Проте не треба забувати про вимоги надійності, довговіч- ності та якості зварних конструкцій. Перспективними є дослідження та розроб- ки Інституту електрозварювання, які виконано в останні роки з урахуванням тенденцій розвитку сучасних напрямків зварювальної науки і техніки. Плазма як висококонцентроване джерело енер- гії знаходить все більше застосування у зварюван- ні та споріднених технологіях. В Інституті елек- трозварювання (ІЕЗ) здійснено ряд розробок, які дали гарні результати. Підвищити технологічні і техніко-економічні показники процесу зварюван- ня товстого металу дозволила розроблена техно- логія швидкісного плазмового зварювання сплавів товщиною до 12 мм за один прохід і зварювальне обладнання — зварювальні плазмотрони оригіналь- ної конструкції, плазмовий модуль, система керу- вання за допомогою програмованого логічного кон- тролера з можливістю інтеграції зі зварювальним роботом. Обладнання забезпечує можливість робо- ти з різнополярними імпульсами струму з заданою формою хвилі, з плавним регулюванням і дискрет- ним регулюванням тривалості імпульсів та пауз між ними в широкому діапазоні, а також можливість ро- боти на постійному та імпульсному струмі прямої та зворотної полярності. У порівнянні з традицій- ним процесом дугового ТІГ зварювання шов, отри- маний плазмовим зварюванням, має на 40 % меншу ширину та масу металу, що наплавляється, а також більш дрібнодисперсну та однорідну структуру зони сплавлення. При цьому величина погонної енергії зменшується в 2,5…3,0 рази, а зона знеміцнення — в 1,5. Значним досягненням останніх років є ство- рення гібридного плазмово-дугового зварюван- ня [1, 2]. Об’єднання двох зварювальних джерел © Б. Є. ПАТОН, 2018 6 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 живлення забезпечує більшу глибину проплавлен- ня основного металу. Розроблена технологія зва- рювання сталей та алюмінієвих сплавів завтовшки 5…12 мм дозволяє у порівнянні з імпульсно-дуго- вим зварюванням плавким електродом збільшити швидкість зварювання на 25…40 %, зменшити ви- трати зварювального дроту на 40 %. Для реаліза- ції цієї технології створено плазмотрон оригіналь- ної конструкції (рис. 1) та базові технологічні процеси. Забезпечити високі фізико-механічні власти- вості зварних швів алюмінієвих сплавів дозво- ляє створена технологія точкового плазмового зварювання зі спеціальною формою імпульсу та стабілізацією його довжини і обладнання для її реалізації. У порівнянні з точковим контактним зварюванням тиском ця технологія може викори- стовуватись при односторонньому доступі до міс- ця зварювання. Катодне очищення зварюваних поверхонь алюмінієвих сплавів, висока продук- тивність, менші енерговитрати дозволяють інте- грувати її у роботизовані зварювальні лінії. Із застосуванням плазмових джерел енергії в Інституті створено процес високопродуктивного надзвукового плазмового напилення покриттів з порошків металу, сплавів, керамічних матеріалів та їх сумішей. Для його реалізації створено облад- нання нового покоління (рис. 2), в якому передба- чена можливість роздільної подачі компонентів дешевого плазмоутворюючого газу на основі пові- тря з домішками метану або пропану в кількості 5…10 %. Плазмотрон, генеруючи надзвуковий струмінь, збільшує кінетичну енергію часток, що напилюються, у 9…16 разів і, як наслідок, забез- печує значне збільшення усіх службових власти- востей покриттів. Зокрема, міцність зчеплення збільшується в 1,5…2,0 рази в порівнянні з по- криттями, що створюються плазмовим напилен- ням при дозвукових режимах. Традиційно в Інституті продовжуються до- слідження і розробки з використанням лазерних та електронно-променевих джерел живлення. На основі сучасних волоконних дискових та діод- них лазерів високої надійності створено техно- логію і автоматизоване обладнання для лазерного зварювання високоміцних та нержавіючих ста- лей, алюмінієвих та титанових сплавів, які ви- користовуються для виготовлення цілої гами ви- робів. Наприклад, для зварювання тонкостінних труб різного діаметру з нержавіючих сталей для виробництва багатошарових сильфонів (рис. 3). Створене лазерне зварювальне обладнання вели- Рис. 1. Схема гібридного зварювального плазмотрона: 1 — дуга плавкого електрода; 2 — мундштук плавкого електрода; 3 — стиснута дуга прямої дії; 4 — трубчатий електрод плаз- мотрона; 5 — плазмостворююче сопло; 6 — захисне сопло; 7 — зварюваний зразок Рис. 2. Обладнання для високопродуктивного надзвукового плазмового напилення 7ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 кої потужності з успіхом застосовується у вагоно-, авто- та кораблебудуванні, а для монтажних робіт в цих галузях створено напівавтоматичний лазер- ний інструмент потужністю до 2 кВт (рис. 4). На українських та закордонних авіа- і ракето- будівельних підприємствах пройшли промислові випробування розробки Інституту в галузі лазер- ного зварювання, зокрема, для зварювання різ- норідних матеріалів, стрингерних панелей, сопел РРД, аерокосмічних стерен, тонкостінних корпус- них конструкцій та інших елементів літальних апаратів. У створенні обладнання для електронно-про- меневого зварювання ІЕЗ займає одне з провід- них місць. Його продукція експортується до багатьох країн світу. В Інституті розроблено і ви- готовляється обладнання для електронно-проме- невого зварювання, яке умовно можна розділи- ти на декілька типів за габаритами камер, а саме: малі (0,26…5,7 м3), середні (19…42 м3) та великі (80…100 м3) (рис. 5). Від конкретного завдан- ня замовника визначається тип камери та розро- бляється відповідна технологія зварювання [3]. Камери мають механічне обладнання з рухомою електронно-променевою зварювальною гарма- тою на прецизійному багатоосьовому механізмі переміщення. Цей механізм з числовим програм- ним керуванням забезпечує керований лінійний рух гармати повз трьох координатних осей, а та- кож поворот гармати на 0…90° у площині Z–X (від вертикальної орієнтації до горизонтальної). Обертання деталі забезпечується прецизійними зварювальними маніпуляторами з горизонтальни- ми та вертикальними осями обертання. Найбіль- шу технологічну гнучкість забезпечує маніпуля- тор з похилою віссю обертання, який здійснює Рис. 3. Багатошаровий сильфон, виготовлений з труб, що зва- рені лазерним випромінюванням Рис. 4. Напівавтоматичний лазерний інструмент Рис. 5. Типова середньогабаритна камера з мобільною зварювальною гарматою та викатний робочий стіл 8 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 електронно-променеве зварювання, наприклад, складних концентричних секцій авіаційних дви- гунів (рис. 6) або авіаційних вузлів із змінною геометрією. В залежності від конкретного призначення ка- мера комплектується високовольтними інвертор- ними джерелами живлення потужністю 15, 30 та 60 кВт та системою вторинно-емісійної елек- тронної візуалізації «РАСТР», яка формує відо- браження зони зварювання перед, під час та піс- ля завершення зварювання. Це обладнання для електронно-променевого зварювання має сучас- ну систему керування із взаємодією користувача з устаткуванням виключно через Windows — орієн- тований графічний інтерфейс [4]. Інститут має успішний великий досвід ство- рення електронно-променевого обладнання та технологій космічного призначення. Проведені роботи щодо створення нового покоління елек- тронно-променевого інструмента для зварюван- ня при виконанні монтажних та ремонтно-віднов- лювальних робіт у відкритому космосі (рис. 7). Інструмент оснащений тріодною електрон- но-променевою гарматою потужністю до 2,5 кВт, відокремленою від високовольтного джерела жив- лення. Таке конструктивне рішення та викори- стання для живлення гнучкого високовольтного кабеля з компактним високовольтним роз’ємом дозволило суттєво зменшити габарити та масу ін- струмента, а також збільшити його маневреність при здійсненні технологічних процесів. Збільше- но також ресурс безперервної роботи та експлуа- таційна надійність інструмента. Є можливість от- римати гостросфокусований промінь діаметром ≤ 0,6 мм. Маса гармати складає 3 кг. Інструмент може працювати в ручному та автоматичному ре- жимах з використанням робототехнічного устат- кування або маніпуляторів. Традиційно Інститут приділяє значну ува- гу проблемі виробництва та зварювання труб. В останні роки проведені дослідження та створені технології і обладнання для пресового зварювання магнітокерованою дугою (ПЗМД) неповоротних з’єднань труб з товщиною стінок до 10 мм і діа- метром до 200 мм з високоміцних сталей. Фізич- на суть процесу ПЗМД характеризується тим, що дуга під впливом зовнішнього магнітного поля, яке створюється магнітними системами, перемі- щується в щилині між торцями труб, що зварю- ються. Зварне з’єднання формується під час тиску та спільної пластичної деформації торців труб. Домінуючим фактором, який створює з’єднан- ня, є наявність шару розплаву на початку періоду осадки. В табл. 1 представлено механічні властивості зварних з’єднань труб різних розмірів та марок сталей. Вони відповідають вимогам міжнародних стандартів для газопроводів. Розроблені техноло- гії та устаткування знайшли широке застосування в промисловості при забезпеченні зварювання у польових та стаціонарних умовах. Підводне зварювання — один із напрямків до- сліджень і розробок Інституту, де наші вчені зро- били значні науково-технічні прориви, зокрема, у галузі створення зварювальних матеріалів. Прове- дені теоретичні та експериментальні досліджен- ня особливостей горіння дуги під водою та умов забезпечення сталого дугового процесу за різним гідростатичним тиском дозволили створити нові порошкові дроти та електроди для так званого мо- крого зварювання маловуглецевих, низьколегова- них сталей та сталей підвищеної міцності [5]. Для дугового різання сталей і сплавів під во- дою на глибині до 200 м створені електроди та порошковий дріт, а також новий тип напівавто- Рис. 7. Ручна електронно-променева гармата з високовольт- ним роз’ємом Рис. 6. Зварна заготовка секції авіаційного двигуна з титано- вого сплаву ВТ6 9ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 мату (рис. 8), подавальний механізм якого знахо- диться під водою поруч з водолазом-зварником [6]. Виконані дослідження механічних властиво- стей металу швів (рис. 9), результати яких пред- ставлені в табл. 2, довели високу якість робіт, що виконуються запропонованою технологією під- водного зварювання — металоконструкції надій- но працюють десятки років. Порівняння резуль- татів показників міцності зварних з’єднань при циклічному навантаженні показало, що вони не поступаються з’єднанням, виконаним за звичай- них умов (рис. 10). Титан — один із основних сучасних конструк- ційних матеріалів, що використовується у ба- гатьох галузях промисловості при створенні від- повідальних конструкцій. Починаючи із розробки технології зварювання листового титану малих Рис. 8. Напівавтомат для підводного зварювання і різання по- рошковим дротом на глибині до 200 м Рис. 9. Макрошліф та зразки після механічних випробувань (товщина металу 40 мм) Т а б л и ц я 1 . Механічні властивості зварних з’єднань труб Марка сталі Розмір труб, мм Основний метал σв, МПа Зварне з’єднання σв, МПа Основний метал KCV20, Дж/см2 Зварне з’єднання KCV20, Дж/см2 Основний метал KCV–20, Дж/см2 Зварне з’єднання KCV–20, Дж/см2 Зварне з’єднання KCV–40, Дж/см2 09Г2С 42 (δ =5) 460...478 469 453...478 465 57...59 58 59...78,1 68,5 57,8...58 57,9 64...74,5 69,3 – 35 89 (δ = 10) 538...565 551 528...554 541 56...64 60 52...96,5 70 – – – 01Star520 191 (δ =7) 638...665 651 618...674 656 116...154 135 87...152 119 – – – STRG410 60,5 (δ =5,5) 452...464 458 450...462 456 90...98 94 86...92 89 102...104 98 87...94 91 88...94 92 Т а б л и ц я 2 . Механічні властивості металу швів, вико- наних під водою (ANSI/AWSD3.6, клас А) Матеріал σ0,2, МПа σв, МПа δ, % ψ, % KCV–20, Дж/см2 Електроди ≥ 460 ≥ 600 ≥ 29 ≥ 47 ≥ 100 Порошковий дріт ≥ 350 ≥ 550 ≥ 30 ≥ 60 ≥ 80 Сталь Х60 435 580 18 – 60 Рис. 10. Втомна довговічність при знакозмінному згинанні: 1 — зварювання під водою; 2 — зварювання на повітрі 10 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 товщин на початку 1950-х років Інститут постій- но і всебічно займається дослідженням проблем зварювання титану. В Інституті успішно розро- блено технології зварювання виробів із титану середніх і великих товщин вольфрамовим елект- родом у вузьке розкриття крайок. Цю технологію вирізняють такі переваги, як економічна витрата зварювального дроту, мала ширина шва та зони термічного впливу, зменшення кутових деформа- цій та залишкових зварювальних напружень. Для гарантованого сплавлення бокових стінок зварним швом застосовано кероване змінне магнітне поле. Створено установку УД 682 (рис. 11) для зварюван- ня та наплавлення з’єднань товщиною до 110 мм та довжиною до 4 м. Із застосуванням цього обладнан- ня зварено титанові сплави ПТЗВ, ВТ6, ВТ20 різ- ної товщини. Дослідження зварних з’єднань під- твердили їх високу якість. Рівень міцності зварних з’єднань титану ВТ6 із застосуванням зварюваль- ного присадного титанового дроту СПТ2 складає 95 % від міцності основного металу, а в’язкість КСU металу шва — 85 Дж/см2. Вміст домішок газів в металі шва знаходиться на рівні їх вмісту у при- садному дроті, що підтверджує високу якість га- зового захисту. Титанові сплави знайшли широке застосуван- ня при виготовленні конструкцій у авіаційній та космічній галузях. В Інституті проведено ком- плекс досліджень щодо розроблення технології бездеформаційного зварювання стрингерних па- нелей з високоміцного титанового сплаву ВТ20 із забезпеченням їх високої точності і міцності при циклічних навантаженнях. Доведено, що виконан- ня проплавних швів аргонодуговим зварюванням неплавким електродом по шару активуючого флю- су з використанням попереднього пружного де- формування і високочастотної механічної проков- ки швів забезпечує вищі показники довговічності Рис. 12. Неруйнівний контроль якості стрингерної панелі зі сплаву ВТ20 методом електронної ширографії: а — панель у ме- ханічній оснастці після зварювання; б — картина інтерференційних ліній на ділянці, що досліджується; в — тривимірна кар- тина деформованої поверхні Рис. 11. Зварювальне обладнання УД 682 для зварювання і наплавлення деталей товщиною до 110 мм та довжиною до 4 м (а) та макрошліф зварного з’єднання (б) 11ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 від втомленості таких панелей порівняно з елек- тронно-променевим та аргонодуговим зварюван- ням неплавким електродом із зануреною дугою. Застосування попереднього перед зварюванням пружного деформування листа і ребер жорсткості на рівні (0,3…0,4)σт забезпечує усунення зварю- вальних деформацій та створює необхідні умови для виконання зварювального процесу в автома- тичному режимі. Визначено, що ефективним засо- бом неруйнівного контролю якості зварних швів цих панелей є електронна ширографія. На рис. 12 показано результат такого контролю у розтягнуто- му стані безпосередньо після зварювання панелі. На загальному фоні деформування досліджуваної ділянки спостерігається локальне викривлення, що свідчить про дефектну зону. Це підтверджує також тривимірна картина деформованої поверх- ні. Рентгеноконтроль підтвердив наявність скуп- чення пор в аномальній зоні. Розроблені техноло- гії бездеформаційного зварювання і неруйнівного контролю рекомендовані для промислового вироб- ництва авіаційних панелей. Однією з основних вимог до конструкцій- них матеріалів для аерокосмічної техніки є пи- тома міцність. Цій вимозі відповідають алю- мінієво-літієві сплави різних систем легування, які мають низьку щільність та підвищену пи- тому міцність. Але невивченість зварюваності стримувало застосування цих сплавів у зварних конструкціях. В ІЕЗ було виконано комплекс до- сліджень щодо зварюваності алюмінієво-літієвих сплавів. В результаті запропоновано ефективні методи зварювання та присадний матеріал, мо- дифікований скандієм. Досліджено вплив спо- собів зварювання на міцність та тріщиностійкість різних зон з’єднань алюмінієво-літієвих сплавів (рис. 13). Для вирішення задач геометричної та техно- логічної адаптації при роботизованому зварю- ванні відповідальних конструкцій в Інституті ро- зроблено спеціалізовані системи технічного зору (рис. 14). Зварювальні роботи з системами техніч- ного зору автоматично знаходять стик, у масшта- Рис. 13. Вплив способів зварювання електронним променем (ЕПЗ) плавким (ЗПЕ) та неплавким (ЗНЕ) електродами на мі- цність при руйнуванні σр (а) та тріщиностійкість Kc (б) різних зон з’єднань алюмінієво-літієвих сплавів 1421 та 1460 Рис. 14. Зварювальний робот з системою технічного зору [7] 12 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 бі реального часу корегують траєкторію і параме- три режиму зварювання для компенсації похибок складання та установки заготівок. Таким чином, виконують зварювальні операції цілком в авто- матичному режимі. Системи технічного зору, ро- зроблені в Інституті, з успіхом застосовуються з роботами таких відомих виробників, як ABB, FANUC, KUKA. Композитні матеріали і інтерметаліди завдяки своїм унікальним властивостям все більше затре- бувані у багатьох галузях промисловості, будів- ництві, медицині та ін. Та їх використання стри- мується браком надійних технологій створення нерознімних з’єднань конструкцій з різнорідних або нових наноструктурованих матеріалів. За- стосування традиційних методів зварювання та паяння не забезпечує на практиці характеристик міцності. Для вирішення цієї проблеми в Інституті ро- зроблено парофазні технології отримання на- ноструктурованих матеріалів (НМ) з великою протяжністю границь зерен, близьких за хіміч- ним складом до зварюваних матеріалів [8, 9]. На рис. 15 представлено структури деяких отрима- них наноматеріалів на основі однофазних та ге- терофазних систем. Наноструктуровані матеріали мають високу пластичність при нагріванні і низьку енергію активації дифузійної рухомості сплавів. За- стосування таких НМ у якості проміжних прошар- ків у вигляді фольги (рис. 15, а) вирішує пробле- му зварювання сплавів на основі інтерметалідів та композитів [10, 11]. Також представлено структури з’єднань сплавів на основі інтерметалідів γ-Ті–Al (рис. 15, б) та жароміцного сплаву на основі ніке- лю (рис. 15, в). Висока реакційна здібність нано- прошаркових фольг та їх надпластичність при нагріванні в умовах зовнішнього навантаження дає можливість реалізувати процеси реакційно- го паяння за короткий проміжок часу розігріву зони з’єднання при низькому тиску. Ця техноло- гічна схема може бути використана для ремонт- них робіт в умовах локального розігріву зони з’єд- нання при обмеженому доступі до джерел енергії і можливості використання інтенсивних пучків ви- промінювання, наприклад, в умовах космосу. Сьогодні у виробництві металевих конструкцій застосовується чимало новітніх матеріалів, але сталь — це основний конструкційний матеріал. В Інституті виконано комплекс досліджень для визначення оптимальних параметрів зварювання високоміцних сталей 10Г2ФБ з мікролегуванням ванадієм і ніобієм, а також сталей 12ГН2МФАЮ, 12ГНЗМФАЮДР [12, 13]. Визначено, що ймовір- ність утворення холодних тріщин у зварних з’єд- наннях високоміцних сталей може бути зведена до мінімуму, якщо використовувати технологію зварювання, що забезпечує охолодження з’єднань зі швидкістю w6/5 не більше 10 °С/с, вміст ди- фузійного водню в наплавленому металі не біль- ше 4 см3/100 г та рівень залишкових напружень в з’єднаннях із сталей менше 0,5 межі текучості. Завдяки цим дослідженням розроблено надійні та ефективні технології зварювання високоміц- них низьковуглецевих легованих сталей з межею текучості 1000 МПа і вище, які були використані при виготовленні металевих конструкцій покрит- тя НСК «Олімпійський» у м. Києві, сучасних ре- зервуарів великої ємності для зберігання нафти та інших об’єктів. Надійність — одна з найважливіших якостей, що відрізняє сучасні зварні конструкції. На її за- безпечення спрямовано багато технологій, що ро- зробляє Інститут електрозварювання. До їх числа слід віднести технологічні процеси електроди- намічного оброблення (ЕДО) і високочастотного механічного проковування (ВМП). Новий техно- логічний процес, що застосовують після отримання зварних з’єднань — електродинамічна обробка ім- пульсами електричного струму високої щільності, сприяє підвищенню в’язкості та подрібненню струк- тури металу, дозволяє суттєво зменшити залишкові напруження (рис. 16, а) та збільшити опір втомі (рис. 16, б) зварних з’єднань. Створене облад- нання дозволяє усунути залишкові зварювальні деформації жолоблення тонкостінних елементів конструкцій (рис. 17). Розроблені технологія та Рис. 15. Структури наношарової фольги та зварних з’єднань, отриманих із застосуванням наноструктурованих матеріалів: а — мікроструктура перетину наношарової фольги з шарів титану (темні) і алюмінію (світлі); б — мікроструктура зони з’єд- нання сплава на основі γ-Ti–Al; в — мікроструктура зони з’єднання сплава на основі γ-Ti–Al та жаростійкого на основі Ni 13ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 апаратура забезпечили обробку відповідальних зварних з’єднань суднокорпусних та авіаційних конструкцій, що сприяло збільшенню їх експлуа- таційної надійності та довговічності [14, 15]. Проведені в Інституті дослідження довели, що ефективне зниження інтенсивності корозійно-втом- ного руйнування зварних з’єднань сталевих мета- локонструкцій забезпечує застосування технології високочастотного механічного проковування [16– 18]. Вплив промислової атмосфери помірного клі- мату моделювали витримкою зразків таврових та стикових зварних з’єднань розміром 350×70×12 мм із сталі 15ХСНД у камері вологості протягом 1200 год при температурі 40 °С і вологості повітря 98 %. Втомні випробування зразків проводили при віднульовому змінному розтягуванні з частотою 5 Гц. Відповідні криві втоми досліджуваних з’єд- нань приведені на рис. 18. Результати досліджень свідчать, що границі обмеженої витривалості на базі 2 млн циклів таврових і стикових зварних з’єднань підвищуються на 47 та 39 % відповідно; циклічна довговічність зварних з’єднань збіль- шується до 7 разів в залежності від рівнів прикла- дених навантажень. Рис. 17. Ручний інструмент та мобільне джерело живлення для ЕДО Рис. 18. Криві втоми таврових (а) та стикових (б) зварних з’єднань сталі 15ХCHД при впливі промислової атмосфери помір- ного клімату на протязі 1200 год: 1 — у вихідному стані; 2 — після обробки за технологією ВМП Рис. 16. Вплив ЕДО на залишкові напруження та довговічність зварних з’єднань сплава АМг6, виготовлених зварюванням ТІГ: а — залишкові напруження до обробки (1) та після (2); б — результати втомних випробувань зварних зразків без обробки (1) та з обробкою (2) 14 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 Створення надійних та продуктивних техноло- гій і обладнання для підвищення зносостійкості деталей традиційно займає значне місце у тема- тиці досліджень Інституту. Вони затребувані у га- лузях металургійної, енергетичної промисловості, сільськогосподарському машинобудуванні та ін. Виконані комплексні дослідження основних за- кономірностей впливу технологічних параметрів дугового наплавлення на особливості формуван- ня структури та зміну фізико-механічних власти- востей наплавлень по шару в залежності від вмі- сту вуглецю в колісних сталях, що коливається в діапазоні від 0,55 до 0,75 %, сприяли розробці но- вої технології дугового наплавлення для віднов- лення колісних пар вантажних вагонів [19], що мі- стить спосіб та режими наплавлення, вимоги до підготовки коліс, хімічного складу наплавних ма- теріалів, попереднього підігріву, температура яко- го залежить від вмісту вуглецю в колісній сталі. Важливою особливістю цієї технології є уповіль- нене охолодження після наплавлення зі швид- кістю ≤ 35…40 °С/год протягом 4…5 год. Засто- сування нової технології дозволило збільшити ударну в’язкість металу зони термічного впливу, опір наплавленого металу крихкому руйнуванню до 2…3 разів. Ресурс безпечної експлуатації заліз- ничних коліс збільшився в два рази. Роботи Інституту електрозварювання в об- ласті паяння, що були запроваджені на початку 1960-х років, внесли значний вклад у цей напря- мок. Розроблені наукові основи вакуумного паян- ня тонкостінних конструкцій з нержавіючих ста- лей різних класів були використані для одержання виробів відповідального призначення — стіль- никових панелей, антен тощо. У теперішній час вивчення фізико-металургійних процесів, які від- буваються під час високотемпературного вакуум- ного паяння жароміцних дисперсійно-твердіючих нікелевих сплавів, закономірностей структуро- утворення паяних з’єднань дозволило створити припій системи Ni–Pd–Cr–1Ge. В якості депре- санта було застосовано германій, який забезпечує структуру твердого розчину на основі паладію у паяних швах. Паяні з’єднання мають стабільну статичну міцніть 1230…1290 МПа при кімнатній температурі та 1000…1030 МПа при температурі 550 °С, що більше майже у два рази у порівнян- ні з промисловим припоєм. Із застосуванням створеного припою виготовляються відцентрові колеса осьового компресора газотурбінного дви- гуна з дисперсійно-твердіючого нікелевого сплаву (рис. 19) та інші вироби. Успішний розвиток зварювальних технологій та створення довговічних надійних конструкцій відповідального призначення неможливо без за- стосування дефектоскопії та сучасних методів не- руйнівного контролю якості зварних з’єднань. Значним досягненням останніх років є створення портативного цифрового рентгенотелевізійного об- ладнання (рис. 20) на основі високочутливих твер- дотільних перетворювачів. Портативність, цифрове оброблення зображень, низька вартість відкривають нові можливості для виконання радіаційного кон- тролю в польових та цехових умовах різних об’єк- тів, які на сьогодні не забезпечені можливостями неруйнівного контролю. Застосування портатив- ного рентгенотелевізійного комплексу допомогає вирішенню проблеми контролю численних газо-, нафто- і гідророзподільчих трубопроводів малого діаметру, технологічних трубопроводів нафтохіміч- ного виробництва. Автоматизація та роботизація процесів не- руйнівного контролю дає можливість суттєво підвищити достовірність прийняття рішень про дефектність виробів та виключити вплив людсь- кого фактору. Для неруйнівного контролю виробів складної геометрії створено комплекс, до якого входить промисловий робот з системою технічно- го зору (рис. 21). Ідентифікацію геометрії об’єкта контролю (ОК), сканування його поверхні вихро- токовими датчиками комплекс «Каскад» виконує без участі людини. Він дозволяє: визначити поло- ження ОК за допомогою системи технічного зору; автоматично підтримувати фіксований проміжок між датчиками та ОК; стабілізувати швидкість переміщення вихретокового перетворювача на поверхні ОК; формувати паспорт дефектності Рис. 19. Центробіжне колесо компресора газотурбінного дви- гуна, яке виготовлено із застосуванням нового припою Рис. 20. Портативне цифрове рентгенотелевізійне обладнан- ня, що розміщено на об’єкті 15ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 виробів із зазначенням просторових координат дефектів; забезпечити високу продуктивність контролю. В Інституті успішно продовжує розвиватися металургійний напрямок — спецелектрометалур- гія, яка забезпечує створення високоякісних ста- лей. Але її можливості цим не вичерпуються. Як виявилось, засобами спецелектрометалургії мож- ливо вирощувати монокристали великих розмірів, що зробити за традиційною технологією немож- ливо. Успішно реалізується на практиці розробле- ний в Інституті принципово новий спосіб вирощу- вання монокристалів тугоплавких металів, в якому одночасно використовується два різних джерела електричного нагрівання — плазмово-дуговий та індукційний (рис. 22) [21]. Плазмово-дуговий здій- снює переплавлення витратного матеріалу (прутка) і формує тіло монокристала заданої конфігурації, ін- дукційний — утримує локальну металеву ванну від проливів і створює необхідне температурне поле у кри- сталі, кристал росте при високій температурі підігріву (0,5…0,6) Тпл [22]. В результаті знижується напру- ження і щільність дислокацій (менше ніж 106 см–2) в зростаючому кристалі, що сприяє створенню більш довершеної монокристалічної структури. Підігрів монокристала до вищезазначеної температури — один із ключових елементів цієї технології. Створе- но унікальне устаткування для виробництва великих монокристалів вольфраму і молібдену у вигляді пла- стин розміром 20×170×160 мм (рис. 23). Ця техно- логія відноситься до адитивних технологій високого рівня [23]. Зварювання, залишаючись одним з основних технологічних процесів в різних галузях промис- ловості, поширилось в зовсім нову для себе сфе- ру — медицину. І зараз ми можемо констатувати, що здійснилася мрія хірургів про швидке та без- кровне роз’єднання та з’єднання живої тканини без застосування шовного матеріалу. Інститут у творчому співробітництві з провід- ними медичними закладами України створив тех- нологію та обладнання (рис. 24) для високочастот- ного зварювання м’яких живих тканин [24–28]. На даний час розроблено і застосовується біля 200 різних хірургічних методик, за якими щорічно ви- конується 35…40 тис. операцій в таких областях, як абдомінальна і торакальна хірургія, травмато- логія, пульмонологія, проктологія, урологія, мамо- логія, офтальмологія, нейрохірургія та інші. Ство- рена та продовжує удосконалюватись апаратура та Рис. 22. Схема устаткування для вирощування монокристалів тугоплавких металів Рис. 23. Монокристали вольфраму Рис. 24. Апарат для зварювання живих тканин ЕКВ3-300 «Патонмед» Рис. 21. Робот з системою технічного зору для неруйнівного контролю виробів складної геометрії [20] 16 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 інструментарій для високочастотного зварюван- ня живих тканин. Слід зазначити, що багато країн світу зацікавлені цією технологією. Але на цьому ми не зупиняємось. В Інституті створено новий процес безконтактної конвек- ційно-інфрачервоної обробки живих тканин. Він пройшов всебічну перевірку і довів свою ефек- тивність. З його використанням здійснюється як перша допомога, так і спеціалізована хірургічна. Він дає можливість зупиняти кровотечі з парен- хіматозних органів, губчатих кісток і судин неве- ликого діаметру, санувати інфіковані та хронічні гнійні рани при травмах, коагулювати тканини для проведення безкровного розсічення, здійсню- вати термоабляцію пухлин і метастазів. Кожна з розглянутих технологій має свої переваги і свої застосування. Об’єднання їх у одному апараті до- зволяє збільшити можливості хірургів (рис. 25). Далеко неповний огляд наших робіт свідчить, що на основі проблемно-орієнтованих фундамен- тальних досліджень в Інституті електрозварюван- ня успішно створюються нові наукові технології та обладнання. Ми й надалі будемо активно пра- цювати над такими дослідженнями та розробка- ми, які матимуть перспективу та будуть затребу- вані на світовому ринку зварювальної техніки. Список літератури 1. Korzhik V. N., Pashchin N. A., Mikhoduj O. L. et al. (2017) Comparative evaluation of methods of arc and hybrid plasma- arc welding of aluminum alloy 1561 using consumable electrode. The Paton Welding J., 4, 30-34. 2. Korzhik V. N., Sydorets V. N., Shanguo Han, Babich A. A. (2017) Development of a robotic complex for hybrid plasma- arc welding of thin-walled structures. Ibid, 5, 62-70. 3. Hamm R.W. (2008) Reviews of accelerator science and technology. Industrial Accelerators, 1, 163-184. 4. Патон Б. Е., Назаренко О. К., Нестеренков В. М. и др. (2004) Компьютерное управление процессом электрон- но-лучевой сварки с многокоординатными перемещени- ями пушки и изделия. Автоматическая сварка, 5, 3–7. 5. Maksimov S. (2017) E. O. Paton Electric Welding Institute activity in the field of underwater welding and cutting. Під- водні технології, 6, 37-45. 6. Патон Б. Е., Лебедев В. А., Максимов С. Ю., Пичак В. Г., Полосков С. И. (2011) Совершенствование оборудования для подводной механизированной и автоматизированной сварки и резки порошковой проволокой. Сварка и Диа- гностика, 5, 54-59. 7. Шаповалов Е. В., Долиненко В. В., Коляда В. А. и др. (2016) Применение роботизированной и механизирован- ной сварки в условиях возмущающих факторов. Автома- тическая сварка, 7, 46-51. 8. Ustinov A. I., Polishchuk S. S., Demchenkov S. A., Petrushinets L. V. (2015) Effect of microstructure of vacuum- deposited Fe100-xNix (30<x<39) foils with FCC structure on their mechanical properties. J. Alloys and Compounds, 622, 54-61. 9. Ustinov A. I. (2008) Dissipative properties of nanostructured materials. Strength of Materials, 40, 571-576. 10. Ustinov A., Falchenko Yu., Ishchenko A. (2008) Diffusion welding of γ-TiAl alloys through nano-layered foil of Ti/Al system. Intermetallics, 16, 1043-1045. 11. Ustinov A., Falchenko Yu., Melnichenko T. (2013) Diffusion welding of aluminum alloy strengthened by Al2O3 particles through an Al/Cu multilayer foil. J. of Materials Processing Technology, 213, 4, 543–552. 12. Позняков В. Д., Довженко В. А., Жданов С. Л. и др. (2010) Структурные превращения при сварке стали 10Г2ФБ и свойства сварных соединений. Автоматическая сварка, 11, 12-16. 13. Позняков В. Д., Синеок А. Г., Жданов С. Л., Максимен- ко А. А. (2011) Опыт применения стали S355J2 в метал- локонструкциях перекрытия над НСК «Олимпийский». Там же, 6, 54-55. 14. Lobanov L. M., Paschin N. А., Mihoduy O. L. (2014) Repair the АМг6 aluminum alloy welded structure by the electric processing method. Weld Research and Application, 1, 55– 62. 15. Лобанов Л. М., Пащин Н. А., Савицкий В. В., Миходуй О. Л. (2014) Исследование остаточных напряжений в сварных соединениях жаропрочного сплава МЛ10 с при- менением электродинамической обработки. Проблемы прочности, 6, 33–41. 16. Knysh, V. V., Solovei, S. А., Kadyshev, А. А., Nyrkova, L. I., Osadchuk, S. А. (2017) Influence of High-Frequency Peening on the Corrosion Fatigue of Welded Joints. Materials Science, 53, 7-13. 17. Daavary M., Sadough Vanini S.A. (2015) Corrosion fatigue enhancement of welded steel pipes by ultrasonic impact treatment. Materials Letter, 139, 462-466. 18. Fan Y. , Zhao X., Liu Y. (2016) Research on fatigue behavior of the flash welded joint enhanced by ultrasonic peening treatment. Materials & Design, 94, 515-522. 19. Позняков В. Д., Гайворонський О. А., Клапатюк А. В. (2014) Спосіб відновлення виробів з високовуглецевих сталей. Україна, Пат. 107301. 20. Долиненко В. В., Шаповалов Є. В., Скуба Т. Г. та ін. (2017) Роботизована система неруйнівного вихрострумо- вого контролю виробів зі складною геометрією. Автома- тическая сварка, 5-6 (764), 60-67. 21. Патон Б. Е., Шаповалов В. А., Григоренко Г. М. и др. (2016) Плазменно-индукционное выращивание профили- рованных монокристаллов тугоплавких металлов. Киев, Наукова думка. 22. Шаповалов В. А., Якуша В. В., Никитенко Ю. А. (2014) Изучение температурного поля профилированных моно- кристаллов вольфрама, получаемых плазменно-индук- ционным способом. Современная электрометаллургия, 3, 31–35. 23. Шаповалов В. А., Якуша В. В., Гниздыло А. Н., Ники- тенко Ю. А. (2016) Применение аддитивных технологий для выращивания крупных профилированных монокри- сталлов вольфрама и молибдена. Автоматическая свар- ка, 5-6, 145-147. 24. Тканесохраняющая высокочастотная электросварочная хирургия (2009) Патон Б. Е., Иванова О. Н. (редакторы). Киев, ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины, Международ- ная Ассоциация «Сварка». Рис. 25. Багатофункціональний термохірургічний апарат ЕК-300 МШ «Патонмед» та хірургічний інструментарій 17ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 25. Патон Б. Е., Кривцун И. В., Маринский Г. С. и др. (2013) Высокочастотная сварка и термическая обработка живых тканей в хирургии. Наука і практика, 1, 25-39. 26. Патон Б. Є., Маринський Г. С., Подпрятов С. Є., Ткачен- ко В. А., Ткаченко С. В., Чвертко Н. А., Чернець О. В. (2012) Електрокоагулятор високочастотний зварюваль- ний ЕКВЗ-300. Україна, Пат. 72577U, МПК А 61 В 18/12. 27. Патон Б. Е., Кривцун И. В., Маринский Г. С., Матвійчук Г. М. (2013) Сварка, резка и термическая обработка жи- вых тканей, Автоматическая сварка, 10-11, 135–146. 28. Патон Б. Є., Ткаченко В. А., Маринський Г. С., Матвійчук Г. М . (2014) Спосіб з’єднання біологічних тканин людей і тварин з використанням високочастотного струму. Україна Пат. 106513. References 1. Korzhik, V.N., Pashchin, N.A., Mikhoduj, O.L. et al. (2017) Comparative evaluation of methods of arc and hybrid plasma- arc welding of aluminum alloy 1561 using consumable electrode. The Paton Welding J., 4, 30-34. 2. Korzhik, V.N., Sydorets, V.N., Shanguo Han, Babich, A.A. (2017) Development of a robotic complex for hybrid plasma- arc welding of thin-walled structures. Ibid, 5, 62-70. 3. Hamm, R.W. (2008) Reviews of accelerator science and technology. Industrial Accelerators, 1, 163-184. 4. Paton, B.E., Nazarenko, O.K., Nesterenkov, V.M. et al. (2004) Computer control of electron beam welding with multicoordinate displacements of the gun and workpiece. The Paton Welding J., 5, 2-5. 5. Maksimov, S. (2017) E. O. Paton Electric Welding Institute activity in the field of underwater welding and cutting. Pidvodni Tekhnologii, 6, 37-45. 6. Paton, B.E., Lebedev, V.A., Maksimov, S.Yu. et al. (2011) Improvement of equipment for underwater mechanized and automated welding and cutting with flux-cored wire. Svarka i Diagnostika, 5, 54-59 [in Russian]. 7. Shapovalov, E.V., Dolinenko, V.V., Kolyada, V.A. et al. (2016) Application of robotic and mechanized welding under disturbing factor conditions. The Paton Welding J., 7, 42-46. 8. Ustinov, A.I., Polishchuk, S.S., Demchenkov, S.A., Petrushinets, L.V. (2015) Effect of microstructure of vacuum- deposited Fe100-xNix (30<x<39) foils with FCC structure on their mechanical properties. J. Alloys and Compounds, 622, 54-61. 9. Ustinov, A. I. (2008) Dissipative properties of nanostructured materials. Strength of Materials, 40, 571-576. 10. Ustinov, A., Falchenko, Yu., Ishchenko, A. (2008) Diffusion welding of γ-TiAl alloys through nano-layered foil of Ti/Al system. Intermetallics, 16, 1043-1045. 11. Ustinov, A., Falchenko, Yu., Melnichenko, T. (2013) Diffusion welding of aluminum alloy strengthened by Al2O3 particles through an Al/Cu multilayer foil. J. of Materials Processing Technology, 213, 4, 543–552. 12. Zhdanov, S.L., Poznyakov, V.D., Maksimenko, A.A. et al. (2010) Structure and properties of arc-welded joints on steel 10G2FB. The Paton Welding J., 11, 8-12. 13. Poznyakov, V.D., Zhdanov, S.L., Sineok, A.G. et al. (2011) Experience of application of S355J2 steel in metal structures of the roofing over NSC «Olimpijsky» (Kiev). Ibid., 6, 45- 46. 14. Lobanov, L.M., Paschin, N.А., Mihoduy, O.L. (2014) Repair the АМg6 aluminum alloy welded structure by the electric processing method. Weld Research and Application, 1, 55– 62. 15. Lobanov, L.M., Pashchin, N.A., Savitsky, V.V., Mikhoduj, O.L. (2014) Investigation of residual stresses in welded joints of heat-resistant alloy ML10 using electrodynamic treatment. Problemy Prochnosti, 6, 33-41 [in Russian]. 16. Knysh, V.V., Solovei, S.А., Kadyshev, А.А., Nyrkova, L.I., Osadchuk, S.А. (2017) Influence of high-frequency peening on the corrosion fatigue of welded joints. Materials Sci., 53, 7-13. 17. Daavary, M., Sadough Vanini, S.A. (2015) Corrosion fatigue enhancement of welded steel pipes by ultrasonic impact treatment. Materials Letter, 139, 462-466. 18. Fan, Y. , Zhao, X., Liu, Y. (2016) Research on fatigue behavior of the flash welded joint enhanced by ultrasonic peening treatment. Materials & Design, 94, 515-522. 19. Gajvoronsky, O.A., Poznyakov, V.D., Klapatyuk, A.V. (2014) Method of restoration of high-carbon steel products. Pat. 107301, Ukraine [in Ukrainian]. 20. Dolinenko, V.V., Shapovalov, E.V., Skuba, T.G. et al. (2017) Robotic system of non-destructive eddy-current testing of complex geometry products. The Paton Welding J., 5-6, 51- 57. 21. Paton, B.E., Shapovalov, V.A., Grigorenko, G.M. et al. (2016) Plasma-induction growing of profiled single crystals of refractory metals. Kiev, Naukova Dumka [in Russian]. 22. Shapovalov, V.A., Yakusha, V.V., Nikitenko, Yu.A. et al. (2014) Studying the temperature field of profiled tungsten single-crystals produced by plasma-induction process. Sovrem. Elektrometall., 3, 31-35 [in Russian]. 23. Shapovalov, V.A., Yakusha, V.V., Gnizdylo, A.N., Nikitenko, Yu.A. (2016) Application of additive technologies for growing large profiled single crystals of tungsten and molybdenum. The Paton Welding J., 5-6, 134-136. 24. (2009) Tissue-saving high-frequency electric welding surgery. Ed. by B.E. Paton, O.N. Ivanova. Kiev, PWI, IAW [in Russian]. 25. Paton, B.E., Krivtsun, I.V., Marinsky, G.S. et al. (2013) High-frequency welding and thermal treatment of live tissues in surgery. Nauka i Praktyka, 1, 25-39 [in Russian]. 26. Paton, B.E., Marinsky, G.S., Podpryatov, S.E. et al. (2012) Welding high-frequency electrocoagulator EKVZ-300. Pat. 72577U, Ukraine, Int. Cl. A61 B 18/12 [in Ukrainian]. 27. Paton, B.E., Krivtsun, I.V., Marinsky, G.S. et al. (2013) Welding, cutting and heat treatment of live tissues. The Paton Welding J., 10-11, 142-153. 28. Paton, B.E., Tkachenko, V.A., Marinsky, G.S., Matviichuk, G.M. (2014) Method of joining human and animal biological tissues using high-frequency current. Pat. 106513, Ukraine [in Ukrainian]. СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ ИЭС им. Е. О. ПАТОНА В ОБЛАСТИ СВАРКИ И РОДСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Б. Е. ПАТОН ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua Представлен ряд новых разработок Института электросварки, созданных в последнее время, а именно, технологии и оборудование для сварки с применением высококонцентрированных источников энергии — плазмы, лазера, элек- тронного луча. Созданы технологии для сварки труб, титана больших толщин, алюминиево-литиевых сплавов, высо- копрочных сталей. Разработаны парофазные технологии получения наноструктурированных материалов для сварки композитных материалов и интерметаллидов. Созданы технологии и оборудование для сварки и резки под водой, новый электронно-лучевой инструмент для сварочных работ в открытом космосе. Для повышения долговечности и надежности сварного шва предложена послесварочная обработка — импульсами электрического тока высокой плотности и высо- кочастотная механическая проковка. Для контроля качества сварных конструкций создано цифровое оборудование на 18 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018 ПАТОН 100 основе высокочувствительных твердотельных преобразователей, а для изделий сложной геометрии — промышленный робот с системой технического зрения. Разработан новый способ выращивания монокристаллов тугоплавких металлов. Представлена новая аппаратура для сварки живых тканей. Библиогр. 28, табл. 2, рис. 25. К л ю ч е в ы е с л о в а : сварка плазменная, лазерная, электронно-лучевая, контактная, титан, алюминиево-литиевые сплавы, прочность, контроль качества, наплавка, монокристаллы, сварка живых тканей ADVANCED STUDIES AND DEVELOPMENTS OF THE E.O. PATON ELECTRIC WELDING INSTITUTE IN THE FIELD OF WELDING AND RELATED TECHNOLOGIES B.E. PATON E.O. Paton Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine, 11, Kazimir Malevich str., 03150, Kyiv, Ukraine. E-mail: office@paton.kiev.ua A number of recent new developments of the E.O. Paton Electric Welding Institute is presented, namely the technologies and equipment for welding with applying the highly-concentrated power sources: plasma, laser and electron ones. Technologies were developed for welding of pipes, thick titanium, aluminium – lithium alloys, high-strength steels. The vapor-phase technologies were developed for producing nanostructured materials for welding composite materials and intermetallics. Technologies and equipment for underwater welding and cutting, new electron beam tool for welding in open space were developed. To increase the life and safety of the weld, the postweld treatment was suggested by using the high-density electric pulses and high-frequency mechanical peening. To control the quality of welded joints, the designed digital equipment, based on high-sensitive solid-body converters and an industrial robot with a technical vision system for products of intricate geometry were developed. The new method was developed for growing refractory metal single crystals. New equipment is presented for welding of live tissues. 28 Ref., 2 Tabl., Fig. 25. Keywords: plasma, laser, electron beam and resistance welding, titanium, aluminium-lithium alloys, quality control, surfacing, single crystals, welding of live tissues Надійшла до редакції 30.10.2018 Технологии ИЭС доступны... Плазменные технологии и оборудование в металлургии и литейном производстве / Б. Е. Патон, Г. М. Григоренко, И. В. Шейко и др. Киев: Наук. думка, 2013. – 488 с. В монографии приведены научные и прикладные аспекты применения плаз- менных источников нагрева (плазмотронов) в металлургическом и литейном производстве. Рассмотрены основные типы плазмотронов, используемые для плавки металлов и обработки металлических расплавов в лабораторных и про- мышленных условиях. Показано промышленное применение плазменных источников нагрева, на базе которых разработаны новые металлургические процессы и технологии. Описаны конструкции плавильных печей на керамическом поду и переплавных печей с формированием слитка в охла- ждаемом кристаллизаторе, установок для рафинирующего переплава поверхностного слоя слитков, выращивания мо- нокристаллов тугоплавких металлов и др. Приведены резуль- таты сравнения качества металлов и сплавов, выплавленных с применением различных технологий. Для научных и инженерно-технических работников метал- лургических предприятий и литейного производства, а также для преподавателей, аспирантов и студентов высшей школы соответствующих специальностей. Книга переиздана в Великобритании на ан- глийском языке в 2015 г. и в Китае на китай- ском в 2018 г.

Сучасні дослідження та розробки ІЕЗ ім. Є. О. Патона в галузі зварювання та споріднених технологій

Institution

Ähnliche Einträge