WELDING AND RELATED TECHNOLOGIES. PRESENT AND …Нестеренко Н.П., Дьяченко...

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОСВАРКИ им. Е.О. ПАТОНА

THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF UKRAINETHE E.O. PATON ELECTRIC WELDING INSTITUTE

Международная конференция

International Conference

СВАРКА И РОДСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ –НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ

WELDING AND RELATED TECHNOLOGIES.PRESENT AND FUTURE

Программа и сборник тезисовстендовых докладов конференции

Program and Abstractsof Poster Papers for the Conference

25—26 ноября 2013 г., Киев, Украина

25—26 November, 2013, Kiev, Ukraine

Киев 2013 Kiev

Сварка и родственные технологии – настоящее и будущее: Тез. стенд. докл. / Ин-т электросварки им. Е.О. ПатонаНАН Украины. – Киев, 2013. – 222 с.

Представлены тезисы стендовых докладов международной конференции, в которых отражены научные достиженияв области сварки и родственных технологий за последние годы.

Редактор Т.В. Юштина

Электронная верстка Т.Ю. Снегирева

Перевод Т.К. Василенко, Е.С. Курочко, И.Н. Кутьянова, А.А. Фомин, С.А. Фомина

Свидетельство серия ДК, № 166 от 6 сентября 2000 г.

© Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, 2013

Подписано в печать 07.10.2013. Формат 60 84/8. Бум. офс. Офс. печ. Гарн. Укр. петер. Усл. печ. л. 21,00. Усл. кр.-отт. 23,00.Уч.-изд. л. 34,00. Тираж 450 экз.Отпечатано в типографии ООО «Фирма «Эссе». 03142, г. Киев, просп. Акад. Вернадского, 34/1.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРОГРАММА РАБОТЫ КОНФЕРЕНЦИИ ........................................................... 23

ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИИ РОДСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ..................................................................... 57

Башенко В.В., Охапкин К.А. Влияние основных конструктивно-технологическихпараметров режима точечной сварки трением на протекание объемноговзаимодействия ..................................................................................................... 59

Белоус В.Ю., Ахонин С.В., Селин Р.В., Антонюк С.Л. Сварка высокопрочноготитанового сплава Т110 .......................................................................................... 59

Бондарев С.В. Дослідження гідрофобно-гідрофільних властивостей компонентівелектродних покриттів ........................................................................................... 60

Брумм С., Буэркнер Г., Куш М. Дуговая сварка нелегированных сталей плавящимсяэлектродом в среде защитного газа с использованием электродных проволок большогодиаметра .............................................................................................................. 61

Владимиров А.В., Хабузов В.А., Максимов С.Ю., Лебедев В.А. Цифровой синтезимпульсно-дуговой сварки ..................................................................................... 61

Гавриш П.А., Тулупов В.И. Совершенствование методов предварительного подогревасварки меди со сталью ........................................................................................... 63

Гайворонский А.А., Демченко Ю.В., Панфилов А.И. Технологии восстановлениясваркой поврежденных элементов металлоконструкций горно-обогатительногооборудования ....................................................................................................... 63

Головко В.В., Походня І.К. Вплив морфології неметалевих включень на формуваннямікроструктури металу зварних швів низьколегованих високоміцних сталей ................ 64

Гончаров И.А. Cоздание сварочных флюсов с прогнозируемыми технологическими иметаллургическими свойствами на основе структурных и физико-химическихисследований ........................................................................................................ 65

Гончаров С.Н., Шалимов М.П. Выбор методик определения свариваемостивысокопрочных сталей ........................................................................................... 65

Григорьева Е.Г., Чинахов Д.А. Возможность использования сварки с двухструйнойгазовой защитой для восстановления изношенных поверхностей деталей ..................... 66

Гринберг Б.А., Иванов М.А., Рыбин В.В., Пацелов А.М., Бесшапошников Ю.П.Сварка взрывом: процессы и структуры .................................................................. 67

Гринь А.Г., Бойко И.А. Методика определения состава порошковой проволоки ........... 67

Гринь А.Г., Золотопупова Т.Б. Дуговая сварка алитированной стали в защитныхгазах ................................................................................................................... 68

Демьянченко А.А. Управление структурой зон сварных соединений легированныхсталей методами адаптивных импульсных технологий сварки ..................................... 69

Елагин В.П., Гордань Г.Н. К механизму снижения химической и структурнойнеоднородности в зоне сплавления аустенитного шва с углеродистой сталью ............... 70

Зайнулин Д.И., Лебедев В.А., Максимов С.В., Пичак В.Г. Уникальный комплексоборудования для автоматической дуговой сварки на большой глубине в максимальноограниченных условиях ......................................................................................... 70

Захаров Л.С., Гаврик А.Р. Разработка технологии сварки разнородных соединениймартенситной стали 10Х9НМФБ с аустенитными хромоникелевыми сталями типа08Х18Н10Т .......................................................................................................... 71

Илюшенко В.М., Аношин В.А., Бондаренко А.Н., Майданчук Т.Б., Скорина Н.В.Разработка электродных материалов для сварки и наплавки сложнолегированныхбронз ................................................................................................................... 72

3

Илюшенко В.М., Ганчук А.В., Лысенко В.А., Петриченко В.Н., Степченко Д.Н.Высокоэффективная технология дуговой сварки толстого металла .............................. 73

Кабыш С.В., Есауленко Г.Б., Менжерес М.Г. Особенности формированиянадмолекулярной структуры в зоне соединения при ультразвуковой и тепловой сваркелистов из кристаллических полимеров ..................................................................... 74

Кассов В.Д., Кущий А.М. Усовершенствование технологии подготовки поверхностиметаллоконструкций сложной объемно-поверхностной формы под ремонтнуюсварку ................................................................................................................. 75

Квасницкий В.В., Костин А.М., Лабарткава А.В., Лабарткава Ал.В. Особенностипайки металлокерамических гермовводов ................................................................. 75

Квасницкий В.В., Маркашова Л.И., Квасницкий В.Ф., Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф.,Углов В.В., Черенда Н.Н., Левченко И.Л. Диффузионная сварка металлов сприменением радиационно-пучковых технологий ...................................................... 76

Квасницкий В.В., Маркашова Л.И., Квасницкий В.Ф., Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф.,Углов В.В., Черенда Н.Н., Левченко И.Л. Пайка металлов с применениемрадиационно-пучковых технологий ......................................................................... 77

Коротынский А.Е. Исследование процессов саморегулирования при резонанснойдуговой сварке ...................................................................................................... 77

Коротынский А.Е., Вертецкая И.В., Шапка В.А. Использование дифференциальноготейлоровского преобразования в задачах исследования процессов в нелинейномколебательном контуре .......................................................................................... 78

Коротынский А.Е., Драченко Н.П., Шапка В.А. Особенности зарядно-разрядныхпроцессов в суперконденсаторах ............................................................................. 78

Кулик В.М., Демченко Э.Л., Васильев Д.В., Елагин В.П. Новые электродныематериалы для сварки и наплавки высокопрочных и разнородных сталей ................... 79

Лабур Т.М. Повышение прочности и вязкости сварных соединений алюминиевыхсплавов ................................................................................................................ 80

Лебедев В.А., Гедрович А.И., Бородина К.В. Электродуговая сварка плавлениемметалла малой толщины ........................................................................................ 80

Лебедев В.А., Гедрович А.И., Сысоев В.Н. Формирование швов при импульсно-дуговой сварке балок в защитных газах ................................................................... 81

Лебедев В.А., Максимов С.Ю., Лендел И.В. Математическая модель тепловыхполей и оптимальных параметров наплавленного валика при управляемыхмеханических воздействиях .................................................................................... 82

Лебедев В.А., Максимов С.Ю., Ярос Ю.А. Источник для дуговой механизированнойсварки плавящимся электродом удаленных объектов ................................................. 82

Лебедев В.А., Плющ Д.В. Технологическая надежность механизированного сварочногооборудования ....................................................................................................... 83

Лебедев В.А., Сорокин М.С., Белов А.А. Совершенствование принципов управленияпереносом электродного металла при дуговой сварке с короткими замыканиями .......... 84

Лобанов Л.М., Тимошенко О.М., Гончаров П.В. Технологія та устаткування длядугового точкового зварювання в вертикальному положенні ...................................... 85

Матвиенко М.В., Ермолаев Г.В., Квасницкий В.В. Влияние проскальзываниясоединяемых поверхностей разнородных материалов на напряженно-деформированноесостояние при диффузионной сварке в вакууме с термоциклированием ....................... 86

Мейр П., Куш М., Эберт Л., Подлесак Ф. Влияние сварки плазменной дугойпрямого действия с импульсной подачей технологического газа на металлургию сваркисплавов на основе кобальта для твердой наплавки .................................................... 87

Моравецкий С.И., Царюк А.К., Скульский В.Ю. Аттестация технологии сваркикомбинированных роторов из сталей 25Х2НМФА + 20Х3МВФА (ЭИ 415) для паровыхтурбин ................................................................................................................. 87

Нестеренко Н.П., Гальчун А.Н., Кондратенко В.Ю., Скок А.Г. Об эффективностииспользования установки с пневмоприводом для сварки встык труб диаметромдо 400 мм из кристалло-аморфных полимеров .......................................................... 88


4

Нестеренко Н.П., Дьяченко С.М., Сенченков И.К. Технология и оборудование дляультразвуковой сварки термостойких композиционных материалов, применяемыхв авто- и авиастроении .......................................................................................... 89

Нестеренко Н.П., Кораб Н.Г., Гальчун А.Н. Экспериментально-теоретическоеисследование лазерной сварки тонких полиэтиленовых пленок ................................. 89

Нестеренко Н.П., Минеев Э.А. Особенности сварки труб из непластифицированногополивинилхлорида ............................................................................................... 90

Патон Б.Е., Сараев Ю.Н., Лебедев В.А. Перспективы разработки и практическогоприменения импульсных технологий сварки и наплавки для повышенияэксплуатационной надежности металлоконструкций ответственного назначения .......... 91

Патон Б.Е., Ющенко К.А., Лычко И.И., Супрун С.А., Козулин С.М., Клименко А.А.Исследование процессов образования металла сварного соединения приэлектрошлаковой сварке проволочными электродами ............................................... 92

Пентегов И.В., Сидорец В.Н., Рымар С.В., Жерносеков А.М. Влияние современныхисточников питания сварочной дуги на электрическую сеть ...................................... 93

Письменный А.С., Письменный А.А., Прокофьев А.С., Губатюк Р.С. Исследование иразработка экспериментальной технологии и оборудования для термической обработкисварных швов железнодорожных рельсов ............................................................... 93

Письменный А.С., Полухин В.В., Полухин Вл.В., Губатюк Р.С. Экспериментальныетехнологии и оборудование для шовной сварки и сваркопайки токами высокой частотытонкостенных труб из высокопрочных сталей .......................................................... 94

Порохонько В.Б., Протоковилов И.В., Назарчук А.Т., Петров Д.А., Бабич Л.М.Электрошлаковая сварка титановых сплавов с импульсным электромагнитнымвоздействием ....................................................................................................... 95

Похмурская Г., Вьелаж Б., Лампке Т., Рупрехт К. Обзор тендеций исследованияпроцессов термического напыления ........................................................................ 95

Походня И.К., Игнатенко А.В., Пальцевич А.П., Синюк В.С. Индуцированныеводородом холодные трещины в сварных соединениях ВПНЛ сталей ........................ 96

Псахье С.Г., Ющенко К.А., Сараев Ю.Н., Каховский Ю.Н., Безбородов В.П.Разработка научных основ создания мультимодальных сварочных материалов иимпульсных технологий получения неразъемных соединений и наплавленныхпокрытий с многомасштабной структурой для изделий, работающих в условияхКрайнего Севера и Арктики .................................................................................. 97

Размышляев А.Д., Миронова М.В., Ярмонов С.В., Выдмыш П.А. Повышениеэффективности процессов дуговой сварки и наплавки при воздействии управляющихмагнитных полей .................................................................................................. 97

Резніченко М.К., Калін М.А., Ізотова К.О. Нові способи холодного зварюваннячавуну маловуглецевими матеріалами ..................................................................... 98

Семёнов А.П., Кривцун И.В., Демченко В.Ф. Моделирование процессов плавления ипереноса электродного металла при сварке плавящимся электродом .......................... 99

Синеок А.Г., Герасименко А.М., Рябоконь В.Д., Рябцев К.В., Бричак В.В.,Товстый С.Н. Современные технологии сварки при укрупнении и монтажеметаллоконструкций арки Подольского мостового перехода в Киеве .......................... 99

Синеок А.Г., Герасименко А.М., Рябоконь В.Д., Рябцев К.В., Гоцуляк А.А.Разработка технологий сварки атмосферостойкого проката классов прочностиС355—500 МПа ................................................................................................... 100

Скуба Т.Г., Коляда В.А., Долиненко В.В., Шаповалов Е.В. Разработкаимитационной модели роботизированной многопроходной МИГ/МАГ сварки дляэкспериментальных исследований влияния схем и режимов сварки швов нанапряженно-деформированные состояния .............................................................. 101

Терновой Е.Г., Шулым В.Ф., Ланкин Ю.Н. Ремонт фрагментов корпусамеждународной космической станции с применением электронно-лучевой сварки ....... 101

Устинов А.И., Мельниченко Т.В., Фальченко Ю.В., Петрушинец Л.В. Электронно-лучевые методы получения наноструктурированных фольг и их применение присварке трудносвариваемых материалов .................................................................. 102


5

Устинов А.И., Теличко В.А., Демченков С.А., Брукмюллер С., Хансис А. Электронно-лучевая технология получения и свойства квазикристаллических покрытийфункционального назначения ............................................................................... 103

Харченко Г.К., Руденко М.Н., Новомлинець О.О., Хоменко М.О. Виникненняелектричного потенціалу на поверхні металевих зразків при високотемпературномусинтезі, що самопоширюється, в наношаруватих фольгах ........................................ 103

Хорунов В.Ф., Максимова С.В. Вакуумная пайка многослойных тонкостенныхконструкций ....................................................................................................... 104

Хорунов В.Ф., Максимова С.В., Мясоед В.В., Воронов В.В. Формирование паяныхсоединений сплавов на основе Ni3Al ...................................................................... 105

Царюк А.К., Иваненко В.Д., Дунаевская Н.И. Ремонтная технология для продлениясроков эксплуатации котлоагрегатов действующих энергоблоков ТЭС ....................... 106

Царюк А.К., Касаткин О.Г., Скульский В.Ю., Моравецкий С.И., Гаврик А.Р.Технология односторонней сварки плакированных трубопроводов первого контураэнергоблоков АЭС .............................................................................................. 106

Чинахов Д.А. Исследование влияния струи защитного газа на распределение теплав зоне сварки плавящимся электродом ................................................................... 107

Чинахов Д.А., Зуев А.В. Сварка плавящимся электродом в двухструйной газовойзащите ............................................................................................................... 108

Шапка В.А. Выбор структуры задающего генератора для работы исполняющегоинструмента ВМП ............................................................................................... 108

Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Лукашенко А.Г. Лазерная сварка сильфонныхкомпенсаторов .................................................................................................... 109

Шолохов М.А., Фивейский А.М., Бузорина Д.С. Изучение влияния технологическихпараметров на формирование пристеночного валика при многопроходной сварке взащитных газах .................................................................................................. 110

Шолохов М.А., Фивейский А.М., Мельников А.Ю. Двухдуговая сварка и еепрактическая реализация ..................................................................................... 110

Ющенко К.А., Гах И.С., Задерий Б.А., Звягинцева А.В., Карасевская О.П.Металлургические и технологические вопросы сварки и ремонта монокристаллическихлопаток из жаропрочных никелевых сплавов ......................................................... 111

Ющенко К.А., Кушнарева Т.Н., Мазурак В.Е. Результаты исследований получениясоединений жаропрочных никелевых сплавов реакционно-диффузионнымспособом ............................................................................................................ 111

Турык Е., Чворног Б., Зыдзик-Бялек А. Сварочные работы при ремонте элементовнадписи «Arbeit macht frei» входных ворот бывшего концентрационногои экзекуционного лагеря Аушвиц I ....................................................................... 112

ПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ,ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯНАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННЫХ СОСТОЯНИЙИ ИХ РЕГУЛИРОВАНИЕ .................................................................................. 113

Балицький О.І., Новацький Є., Костюк І.Ф., Вус О.Б., Сколоздра О.С.Роботоздатність високоазотних сталей та їх зварних з’єднань за тривалоїексплуатації у водні ............................................................................................ 115

Бойко И.А., Гринь А.Г., Лысак В.К. Методика определения горячей твердостиметалла .............................................................................................................. 115

Гальцов И.А., Каленская А.В., Ткаченко С.А., Ткаченко А.Н. Регулированиеостаточных сварочных напряжений при сварке плакированной стали09Г2С + 08Х18Н10Т ............................................................................................ 116

Гачкевич О.Р., Асташкин В.И., Козакевич Т.В., Равська-Скотнични А. Фазовыйсостав и остаточные напряжения в тонких стальных пластинах при нагревеподвижными источниками тепла ........................................................................... 117

Денисов Л.С. Исследование формирования дефектности сварных соединений ........... 117


6

Дзюбик А., Палаш В. Залишкова міцність магістральних трубопроводів ізвисокоміцних сталей ............................................................................................ 118

Дмитрик В.В., Барташ С.Н. К механизму старения сварных соединенийпаропроводов ..................................................................................................... 119

Дмитрик В.В., Сыренко Т.А. Механизм деградации металла сварных соединенийпаропроводов ..................................................................................................... 119

Дуб А.В., Дурынин В.А., Разыграев А.Н., Разыграев Н.П., Лобанов Л.М.,Махненко О.В. Ультразвуковой контроль, повреждаемость и работоспособность узловприварки коллектора к парогенератору на АЭС с ВВЭР-1000 .................................. 120

Занковец П.В., Шелег В.К. Влияние доминирующих факторов на формированиесварных соединений в условиях единичного и мелкосерийного сварочногопроизводства ...................................................................................................... 121

Квасницкий В.В., Колесар И.А., Квасницкий В.Ф., Ермолаев Г.В., Лабарткава А.В.Иccледование влияния жесткости и прочности промежуточной прослойки нанапряженно-деформированное состояние при нагружении осевой нагрузкой сварных ипаяных узлов ..................................................................................................... 122

Клейман Я., Кудрявцев Ю. Применение ультразвуковой проковки впромышленности ................................................................................................. 122

Клочков И.Н., Березин И.В., Березин О.В. Повышение долговечности сварныхсоединений тонколистовых алюминиевых сплавов высокочастотным механическимпроковыванием ................................................................................................... 123

Кныш В.В., Соловей С.А., Кузьменко А.З. Повышение циклической долговечностисварных соединений эксплуатируемых металлоконструкций высокочастотноймеханической проковкой ...................................................................................... 124

Коломийцев Е.В. Повышение стойкости сменного оборудования и сварныхконструкций мартеновского цеха .......................................................................... 124

Коломийцев Е.В. Усталостная и коррозионно-усталостная прочность и долговечностьсварных соединений стали 12Х18Н10Т .................................................................. 125

Коломийцев Е.В., Серенко А.Н. Повышение долговечности и усталостной прочностисварных конструкций поверхностной пластической обработкой ................................ 125

Колот О.В., Ткаченко С.О., Ткаченко О.М. Віброобробка як резерв підвищенняякості металоконструкцій ..................................................................................... 126

Кузьменко Д.Ю., Просницкий В.Г., Махненко О.В., Демченко Ю.В. Цельносварныеколеса агломерационных нагнетателей Н7500, Н6500 .............................................. 127

Кушнір Р.М., Дробенко Б.Д. Оцінка напруженого стану та експлуатаційного ресурсуелементів енергоблоків потужністю 200 МВт .......................................................... 127

Лобанов Л.М., Пивторак В.А., Савицкий В.В., Ткачук Г.И., Лысак В.В.Определение остаточных напряжений в сварных тавровых соединениях из титановогосплава ВТ-20 с применением метода электронной спекл-интерферометрии ................. 128

Маркашова Л.И., Кушнарева О.С. Исследование взаимосвязи структуры смеханическими свойствами сварных соединений алюминиево-литиевого сплава .......... 128

Маркашова Л.И., Позняков В.Д., Бердникова Е.Н., Алексеенко Т.А.,Максименко А.А. Сварные соединения высокопрочных сталей в эксплуатационныхусловиях ............................................................................................................ 129

Маркашова Л.И., Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Кушнарева О.С., Бернацкий А.В.Структура и механические свойства поверхностных слоев конструкционной стали,формирующихся в условиях лазерного и лазерно-плазменного легирования .............. 130

Махненко В.И. , Великоиваненко Е.А., Розынка Г.Ф., Пивторак Н.И.Математические модели вязкого разрушения сварных конструкций на основемеханизма порообразования ................................................................................. 131

Махненко О.В., Мирзов И.В. Исследование напряженно-деформированногосостояния внутрикорпусных устройств на примере выгородки реактора ВВЭР-1000 ... 131

Медведев С.В., Климов К.А.Прогнозное суперкомпьютерное моделированиепроцессов разрушения ответственных сварных конструкций .................................... 132


7

Медведев С.В., Чиж О.П. Конструктивно-технологическое проектирование сварныхконструкций с использованием суперкомпьютерных ресурсов Национальнойгрид-сети ............................................................................................................ 132

Миленин А.С. Методологические основы планирования ремонта магистральныхтрубопроводов без вывода из эксплуатации ............................................................ 133

Мутас В.В., Нетребский М.А., Рабкина М.Д. Методы оценки напряженно-деформированного состояния цилиндрических конструкций, работающих подвнутренним давлением, с локальными поверхностными дефектами ........................... 134

Назарчук З.Т., Скальський В.Р. Методологічні основи ідентифікування механізмівруйнування зварних з’єднань алюмінієвих сплавів за параметрами акустичноїемісії ................................................................................................................. 134

Назарчук З.Т., Скальський В.Р., Станкевич О.М., Лясота І.М. Ідентифікуваннямеханізмів руйнування зварних з’єднань сплаву 1201-Т за параметрами сигналівакустичної емісії ................................................................................................. 135

Нехотящий В.А., Палиенко А.Л., Перепичай А.А., Рабкина М.Д. Прогнозированиебезопасной эксплуатации сосудов давления с учетом магнитной неоднородностиметалла .............................................................................................................. 136

Никифорчин Г.М., Цирульник О.Т., Звірко О.І., Греділь М.І., Волошин В.А.Особливості корозійно-водневої деградації властивостей зварних з’єднаньмагістральних газопроводів .................................................................................. 136

Пантелеенко Ф.И., Снарский А.С. Старение сварных ответственных конструкцийи поиск метода неразрушающей оценки сопротивления металла ударномувоздействию ....................................................................................................... 137

Панфилов А.И. Применение биметаллических листов SWIP для защитытехнологического оборудования ............................................................................ 138

Підгурський М.І., Татарин Б.П., Підгурський І.М. Моделювання зародження тарозповсюдження втомних поверхневих тріщин в зварних з’єднаннях ........................ 139

Позняков В.Д., Жданов С.Л., Максименко А.А. Новые конструкционные стали длясварных строительных металлоконструкций ........................................................... 140

Радченко М.В., Мандров Б.И. Повышение ресурса емкостей за счет применениясварных оболочек из полимерных материалов ........................................................ 140

Роянов В.А., Коросташевский П.В. Исследование формулы прогиба лобовой кромкилистовых полотнищ с учетом эмпирического коэффициента длины вылета и толщинылистов ............................................................................................................... 141

Свиридов А.В., Гринь А.Г. Исследования механических свойств сварных соединенийна медной основе ................................................................................................ 142

Хома М.С. Корозійно-механічне руйнування трубних сталей із зварними з’єднаннямив сірководневих середовищах ............................................................................... 142

Ющенко К.А., Кушнарева Т.Н., Мазурак В.Е. Результаты исследований получениясоединений жаропрочных никелевых сплавов реакционно-диффузионнымспособом ............................................................................................................ 143

Ющенко К.А., Савченко В.С., Звягинцева А.В., Червяков Н.О., Ткач В.Н. Оценкакристаллографической анизотропии упругих свойств металла швов никелевыхсплавов с использованием наноиндентирования ...................................................... 144

НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ............ 145

Давыдов Е.А., Шекеро А.Л., Юхимец П.С., Миховски М., Алексиев А., Мирчев Й.Применение современной технологии ультразвукового контроля LRUT дляобнаружения коррозионных поражений металла магистральных трубопроводов ......... 147

Карманов М.Н., Шалаев В.А. Модульные системы цифрового радиационногоконтроля ............................................................................................................ 147

Лобанов Л.М., Півторак В.А., Киянець І.В., Савицький В.В., Савицька О.М.Неруйнівне визначення діаметрів ядер зварних точкових з’єднань методом електронноїширографії з використанням механічного та термічного навантаження ...................... 148


8

Лобанов Л.М., Пивторак В.А., Нехотящий В.А., Кротенко П.Д., Шиян К.В.Прогнозирование разрушающего давления труб с коррозионными дефектами сприменением лазерной интерферометрии ............................................................... 149

Лобанов Л.М., Пивторак В.А., Савицкая Е.М., Киянец И.В. Контроль качествасварных титановых панелей из сплава ВТ-20 с применением метода электроннойширографии ....................................................................................................... 149

Недосека А.Я., Недосека С.А., Яременко М.А., Овсиенко М.А., Харченко Л.Ф.Акустико-эмиссионное диагностирование оборудования предприятий энергетическогокомплекса .......................................................................................................... 150

Посыпайко Ю.Н. Разработки ИЭС им. Е.О. Патона в области контролягерметичности сварных соединений ....................................................................... 150

Сорокин М.С., Белов А.А., Лебедев В.А. Система автоматизации и контролясварочного производства ...................................................................................... 151

Троицкий В.А., Белый Н.Г., Бухенский В.Н., Михайлов С.Р. Высокочувствительнаяцифровая рентгенотелевизионная система на основе рентгеновских экранов иПЗС-камер ......................................................................................................... 152

Троицкий В.А., Карманов М.Н., Горбик В.М. Диагностические ультразвуковыекомплексы «Универсал-1П», «Универсал-2П» ....................................................... 153

Троицкий В.А., Посыпайко Ю.Н. Комплексный неразрушающий контроль сварныхрезервуаров большого объема ............................................................................... 153

Троицкий В.А., Посыпайко Ю.Н., Агалиди Ю.С., Левый С.В. Магнитооптическаядефектоскопия приповерхностных слоев ферромагнитных изделий ........................... 154

Учанін В.М. Вихрострумовий контроль зварних з’єднань ....................................... 155

Шаповалов Е.В., Коляда В.А. Разработка современной диагностической аппаратурыдля мобильных и съемных средств автоматизированного контроля геометрическихпараметров железнодорожного пути ...................................................................... 155

Шаповалов Е.В., Галаган Р.М., Клищар Ф.С., Запара В.И. Опыт разработкиакустико-эмиссионной системы контроля контактной точечной сварки ...................... 156

Щупак С.А., Троицкая Н.В., Посыпайко Ю.Н., Шекеро А.Л. Новые стандартыв области неразрушающего контроля сварных соединений ....................................... 157

ИНЖЕНЕРИЯ ПОВЕРХНОСТИ ........................................................................ 159

Безбородов В.П. Основные закономерности формирования структуры и свойствапереходной зоны композиций с покрытиями после высокотемпературноговоздействия ........................................................................................................ 161

Бережная Е.В. Совершенствование технологии электроконтактной наплавки ............ 161

Борисов Ю.С., Астахов Е.А., Ипатова З.Г., Янцевич К.В., Кильдий А.И.Повышение коррозионной стойкости детонационного покрытия из КП Fe—Cr—SiC,полученного МХС ............................................................................................... 162

Борисов Ю.С., Войнарович С.Г., Кислица А.Н., Кузьмич-Янчук Е.К.Микроплазменное напыление биосовместимых титановых покрытий ......................... 163

Борисов Ю.С., Демьянов И.А., Вигилянская Н.В. Электродуговое напылениепокрытий с псевдосплавной структурой ................................................................. 163

Борисов Ю.С., Кузнецов М.В., Волос А.В., Задоя В.Г., Стрельчук В.В.,Кладко В.П., Горбань В.Ф. Магнетронное нанесение сверхтвердых нанокомпозитныхnc-TiC/a-c покрытий .......................................................................................... 164

Борисов Ю.С., Кузнецов М.В., Волос А.В., Задоя В.Г., Стрельчук В.В.,Кладко В.П., Горбань В.Ф. Магнетронное нанесение нанокомпозитного CNxпокрытия ........................................................................................................... 165

Борисов Ю.С., Мурашов А.П., Грищенко А.П. Разработка и исследованиеэффективности системы экранирования плазменной струи с напыляемым материаломот взаимодействия с внешней средой ..................................................................... 165

Борисов Ю.С., Мурашов А.П., Грищенко А.П., Вигилянская Н.В. Исследованиетеплозащитных свойств градиентных покрытий ...................................................... 166


9

Борисов Ю.С., Рупчев В.Л., Бурлаченко А.Н., Борисова А.Л., Адеева Л.И.,Туник А.Ю. Композиционные порошки для ГТН Fe-Cr-SiC, полученные методомМХС. Структура и свойства ................................................................................. 166

Борисова А. Л., Бурлаченко А.Н., Грищенко А.П., Ипатова З.Г., Цымбалистая Т.В.,Янцевич К.В. Теплозащитные и коррозионные свойства плазменных покрытий изсложнолегированного сплава на основе AlCuFe, содержащего квазикристаллическуюфазу .................................................................................................................. 167

Быковский О.Г., Лаптева А.Н. Тепловое состояние и фракционный состав частиц приплазменном напылении токоведущей проволокой .................................................... 167

Войнарович С.Г., Кузьмич-Янчук Е.К., Кислица А.Н., Калюжный С.Н.,Масючок О.П., Глуховский В.Ю. Микроплазменные резистивные покрытия,полученные из порошка диоксида титана для использования в электронагревателях ... 168

Волков Д.А., Кошевой А.Д. Влияние шероховатости поверхности детали на прочностьсцепления при электроконтактной наплавке ........................................................... 169

Гайворонский А.А., Клапатюк А.В., Шишкевич А.С., Грицай В.Я. Технологиявосстановления наплавкой бандажей колес скоростного пассажирского транспорта ..... 169

Драган С.В., Голобородько Ж.Г., Симутенков И.В. Автоматическая наплавка подфлюсом с поперечными высокочастотными колебаниями электрода .......................... 170

Дубовий О.М., Карпеченко А.А., Бобров М.М. Вплив електричних імпульсів наструктуру та твердість електродугових покриттів .................................................... 171

Евдокимов А.И., Кусков Ю.М. Оценка работы водо-воздушной форсунки в условияхэлектрошлаковой наплавки высокоуглеродистых материалов ................................... 172

Коробов Ю.С., Филиппов М.А., Легчило В.В., Худорожкова Ю.В., Верхорубов В.С.Влияние метастабильного хромистого аустенита на свойства наплавленных инапыленных материалов ...................................................................................... 172

Коробов Ю.С., Филиппов М.А., Невежин С.В., Ример Г.А. Жаростойкие покрытияиз порошковых проволок ..................................................................................... 173

Костин А.М., Бутенко А.Ю. Разработка высокотемпературного износостойкогоматериала для упрочнения бандажных полок рабочих лопаток ГТД ......................... 173

Кузьменко О.Г., Лентюгов И.П. Разработка материалов для износостойкой наплавкис использованием шлифовальных отходов быстрорежущей стали ............................. 174

Кузьмич-Янчук Е.К., Борисов Ю.С., Войнарович С.Г., Кислица А.Н., Туник А.Ю.Реактивное лазерно-плазменное нанесение покрытий на основе титана в средеактивной газовой смеси Н2 + СН4 ......................................................................... 174

Ланкин Ю.Н., Рябцев И.А., Черняк Я.П., Соловьев В.Г., Семикин В.Ф.,Осечков П.П., Жданов В.А. Экспериментальные исследования электрическихпараметров режимов автоматической дуговой наплавки под флюсом, открытой дугойи в защитных газах .............................................................................................. 175

Макаренко Н.А. Разработка шлаковой системы порошковой плющенки для плазма-МИГ наплавки алюминиевых сплавов ................................................................... 176

Маркашова Л.И., Тюрин Ю.Н., Колисниченко О.В., Валевич М.Л., Богачёв Д.Г.Структурно-фазовое состояние рабочих поверхностей изделий из высокопрочногочугуна ВЧ80 после импульсно-плазменной обработки .............................................. 177

Орлов Л.Н., Голякевич А.А. Восстановительная наплавка деталей металлургическогооборудования порошковыми проволоками в ООО «ТМ.ВЕЛТЕК» ........................... 177

Паустовский А.В., Ткаченко Ю.Г., Алфинцева Р.А., Кириленко С.Н., Юрченко Д.З.Разработка электродных материалов для электроискрового упрочнения ивосстановления изношенных поверхностей ............................................................. 179

Перемітько В.В. Збільшення робочого ресурсу деталей ходової частини дорожніхмашин ............................................................................................................... 180

Переплетчиков Е.Ф. Опыт применения плазменно-порошковой наплавки в арматуро-и двигателестроении ............................................................................................ 180

Плис С.Г. Влияние режима наплавки и диаметра порошковой проволоки нахарактеристики ее плавления ............................................................................... 181


10

Пресняков В.А. Усовершенствование способа электроконтактной наплавкипорошковой проволокой и лентой ......................................................................... 182

Прилуцкий В.П., Шваб С.Л., Радкевич И.А., Ахонин С.В., Антонюк С.Л.Восстановление свойств изношенной поверхности элементов самолетов из титановогосплава ВТ22 аргонодуговой наплавкой .................................................................. 182

Радченко В.Г., Радченко М.В., Шевцов Ю.О., Радченко Т.Б. Разработка технологиисверхзвуковой газопорошковой наплавки для решения проблем износа деталеймашин и механизмов ........................................................................................... 183

Сенченков И.К., Рябцев И.А., Червинко О.П., Рябцев И.И., Бабинец А.А.Расчетно-экспериментальный метод оценки долговечности наплавленных деталей,эксплуатирующихся в условиях циклических термических и механическихнагрузок ............................................................................................................ 184

Суховая Е.В. Композиционные материалы для наплавки печным способом ............... 185

Шаблій О.М., Пулька Ч.В., Гаврилюк В.Я., Сенчишин В.С., Груша В.Я. Новітехнологічні процеси індукційного наплавлення тонких фасонних дисків .................. 185

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ ...................................................... 187

Анахов С.В., Пыкин Ю.А., Матушкин А.В. Экологические принципыпроектирования электроплазменного оборудования ................................................. 189

Ахонин С.В., Березос В.А., Корнийчук В.Д., Пикулин А.Н., Северин А.Ю.Электронно-лучевые технологии получения слитков сплавов на основе титана ........... 189

Аснис Е.А., Пискун Н.В., Статкевич И.И., Баранский П.И., Бабич В.М.Легирование азотом кристаллов кремния в процессе их выращивания методомэлектронно-лучевой бестигельной зонной плавки .................................................... 190

Аснис Е.А., Пискун Н.В., Статкевич И.И., Баранский П.И., Бабич В.М.Электронно-лучевая бестигельная зонная плавка кремния с применениемтеплозащитного экрана ........................................................................................ 190

Биктагиров Ф.К., Рейда Н.В., Шаповалов В.А., Ефимов В.М., Селютин А.А.,Падалка В.Г. Электрошлаковый обогрев и подпитки прибыли крупных слитковмассой 200—400 т ................................................................................................. 191

Биктагиров Ф.К., Шаповалов В.А., Гнатушенко А.В., Игнатов А.П. Электро-шлаковая плавка некомпактных отходов медных и алюминиевых сплавов ................. 192

Власов А.Ф. Интенсификация электрошлаковых процессов ..................................... 192

Пиптюк В.П., Крикент И.В., Самохвалов С.Е., Логозинский И.Н., Поляков В.А.,Греков С.В. Оценка величины и влияния электромагнитных сил на перемешиваниеванны установки ковш-печь переменного тока ........................................................ 193

Полишко А.А., Саенко В.Я., Степанюк С.Н., Туник А.Ю., Клочков И.Н.Трансформация неметаллических включений в процессе электрошлаковогопереплава и электрошлакового наплавления жидким металлом высоколегированнойстали AISI типа 316 (10Х17Н14М2) ...................................................................... 194

Протоковилов И.В., Петров Д.А., Назарчук А.Т., Бабич Л.М. Магнит-оуправляемая электрошлаковая плавка никелида титана ......................................... 195

Цветков Ю.В., Николаев А.В., Самохин А.В. Плазменные процессы в металлургиии технологии неорганических материалов .............................................................. 195

Шаповалов В.А., Шейко И.В., Никитенко Ю.А. Технология и оборудование дляпроизводства сплавов с аморфной и микрокристаллической структурой .................... 196

Шаповалов В.А., Якуша В.В., Гниздыло А.Н. Супербольшие профилированныемонокристаллы вольфрама и молибдена (плазменно-индукционный метод) ............... 197

ПРОБЛЕМЫ СВАРКИ В МЕДИЦИНЕ. ЭКОЛОГИЯ, АТТЕСТАЦИЯИ СТАНДАРТИЗАЦИЯ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ................................. 199

Бондаренко Ю.К., Логинова Ю.В., Артюх К.О. Проблемы повышения качествавыполнения технических услуг при монтаже и диагностике в энергетике с цельюобеспечения безопасности сварных конструкций (Обзор) ........................................ 201


11

Кудлай Е.Н., Якимов Д.Ю., Шкабой Н.А. Высокочастотная электросварочнаятехнология в гинекологическом отделении центрального клинического госпиталя СБУкраины ............................................................................................................ 201

Ланкин Ю.Н., Байштрук Е.Н., Кункин Д.Д., Осечков П.П., Романова И.Ю.,Семикин В.Ф., Соловьев В.Г., Суший Л.Ф. Экспериментальное исследование процессаконтактной сварки биологических тканей как объекта автоматическогорегулирования .................................................................................................... 202

Левченко О.Г., Левчук В.К., Гончарова О.М. Методи забезпечення електромагнітноїбезпеки операторів машин контактного точкового зварювання .................................. 202

Левченко О.Г., Лук’яненко А.О. Нормалізація концентрації шкідливих речовин наробочих місцях ручного дугового зварювання ........................................................ 203

Липодаев В.Н., Зельниченко А.Т. Журнал «Автоматическая сварка» на современномэтапе ................................................................................................................. 204

Лурин И.А., Вильчинский А.И., Мельниченко Л.М., Якимов Д.Ю., Охонько О.В.Опыт применения и перспективы ВЧ электросварки в отоларингологии Центральногогоспиталя военно-медицинского управления СБ Украины ........................................ 204

Лурін І.А., Охонько О.В., Макаров Г.Г., Тітомір І.А., Гладишенко О.І.Застосування методу зварювання м’яких тканин при лапароскопічній апендектомії .... 205

Лурин И.А., Якимов Д.Ю., Титомир И.А., Макаров Г.Г., Охонько О.В.,Гладышенко А.И. Опыт применения и перспективы развития элетросварочныхтехнологий в хирургии ........................................................................................ 206

Мазур А.А. Экономические проблемы сварки и родственных технологий .................. 206

Патон Б.Е., Калеко Д.М. Работы Института электросварки им. Е.О. Патона НАНУкраины по применению сплавов с эффектом памяти формы для имплантатов,протезов и хирургического инструмента ................................................................. 207

Проценко П.П. Система профессиональной подготовки квалифицированныхсварщиков на основе компетентностного подхода .................................................... 208

Фурманов Ю.А., Савицкая И.М., Гейленко О.А., Терехов Г.В. Альтернативныеметоды сварки живых тканей плазменно-аргоновым и термоструйным способами ....... 208

ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ .................................................................................. 211


12

CONTENTS

PROGRAM OF THE CONFERENCE ..................................................................... 41

TECHNOLOGY, MATERIALS AND EQUIPMENT FOR WELDINGAND RELATED TECHNOLOGIES ........................................................................ 57

Bashenko V.V., Okhapkin K.A. Effect of Main Design-Technological Parameters of SpotFriction Welding on Volumetric Interaction ............................................................... 59

Belous V.Yu., Akhonin S.V., Selin R.V., Antonyuk S.L. Welding of High-StrengthTitanium Alloy T110 .............................................................................................. 59

Bondarev S.V. Investigation of Hydrophobic-Hydrophilic Properties of ElectrodeCovering Components ............................................................................................. 60

Brumm S., Bu..rkner G., Kusch M. Welding of Unalloyed Steels With GMAW Process

Using Thick Wire Electodes .................................................................................... 61

Vladimirov A.V., Khabuzov V.A., Maksimov S.Yu., Lebedev V.A. Digital Synthesis ofPulsed Arc Welding ............................................................................................... 61

Gavrish P.A., Tulupov V.I. Improvement of Preheating Methods for Copper to SteelWelding ............................................................................................................... 63

Gaivoronsky A.A., Demchenko Yu.V., Panfilov A.I. Technologies for Welding Repair ofDamaged Members of Metal Structures of Ore Mining and Processing Equipment ........... 63

Golovko V.V., Pokhodnya I.K. Effect of Morphology of Non-Metallic Inclusions onFormation of Microstructure of the Weld Metal on High-Strength Low-Alloy Steels ........ 64

Goncharov S.N. Development of Welding Fluxes with Predictable Technological andMetallurgical Properties on the Basis of Structural and Physical-ChemicalInvestigations ........................................................................................................ 65

Goncharov S.N., Shalimov M.P. Selection of Procedures for Evaluation of Weldability ofHigh-Strength Steels .............................................................................................. 65

Grigorieva E.G., Chinakhov D.A. Possibility of Using Welding with Double-Jet GasShielding for Repair of Worn-out Surfaces of Parts ..................................................... 66

Grinberg B.A., Ivanov M.A., Rybin V.V., Patselov A.M., Besshaposhnikov Yu.P.Explosion Welding: Processes and Structures ............................................................. 67

Grin A.G., Boiko I.A. Procedure for Determination of Composition of Flux-CoredWire .................................................................................................................... 67

Grin A.G., Zolotopupova T.B. Gas-Shielded Arc Welding of Aluminised Steel ................ 67

Demyanchenko A.A. Control of Structure of Zones of the Welded Joints on AlloyedSteelsby Using the Adaptive Pulsed Technologies ............................................................... 69

Elagin V.P., Gordan G.N. On the Mechanism of Decreasing Chemical and StructuralHeterogeneity in the Austenitic Weld to Low-Carbon Steel Fusion Zone ........................ 70

Zainulin D.I., Lebedev V.A., Maksimov S.V., Pichak V.G. Unique System ofEquipment for Automatic Arc Welding at Large Depths under the Maximum LimitedConditions ............................................................................................................ 70

Zakharov L.S., Gavrik A.R. Development of the Technology for Welding of DissimilarJoints on Martensitic Steel 10Kh9NMFB to Austenitic Chrome-Nickel Steels of the08Kh18N10T Type ................................................................................................. 71

Ilyushenko V.M., Anoshin V.A., Bondarenko A.N., Maidanchuk T.B., Skorina N.V.Development of Electrode Materials for Welding and Cladding of Multi-ComponentBronzes ................................................................................................................ 72

Ilyushenko V.M., Ganchuk A.V., Lysenko V.A., Petrichenko V.N., Stepchenko D.N.High-Efficiency Technology for Welding of thick Metal .............................................. 73

13

Kabysh S.V., Esaulenko G.B., Menzheres M.G. Peculiarities of Formation ofSupermolecular Structure of the Joining Zone in Ultrasonic and Thermal Welding ofCrystalline Polymeric Sheets ................................................................................... 74

Kassov V.D., Kushchij A.M. Upgrading of the Technology for Surface Preparation ofMetal Structures of a Complex Volume-Surface Shape for Repair Welding ..................... 75

Kvasnitsky V.V., Kostin A.M., Labartkava A.V., Labartkava Al.V. Peculiarities ofBrazing of Cermet Pressure Seals .............................................................................. 75

Kvasnitsky V.V., Markashova L.I., Kvasnitsky V.F., Koval N.N., Ivanov Yu.F.,Uglov V.V., Cherenda N.N., Levchenko I.L. Diffusion Bonding of Metals UsingRadiation-Beam Technologies ................................................................................... 76

Kvasnitsky V.V., Markashova L.I., Kvasnitsky V.F., Koval N.N., Ivanov Yu.F.,Uglov V.V., Cherenda N.N., Levchenko I.L. Brazing of Metals Using Radiation-BeamTechnologies ......................................................................................................... 77

Korotynsky A.E. Investigation of Self-Adjustment Processes in Resonance Arc Welding ... 77

Korotynsky A.E., Vertetskaya I.V., Shapka V.A. Application of Differential TaylorTransform in Problems of Investigation of the Processes Occurring in NonlinearOscillatory Circuit ................................................................................................. 78

Korotynsky A.E., Drachenko N.P., Shapka V.A. Peculiarities of Charging-DischargingProcesses in Welding Circuit ................................................................................... 78

Kulik V.M., Demchenko E.L., Vasiliev D.V., Elagin V.P. New Electrode Materials forWelding and Cladding of High-Strength and Dissimilar Steels ...................................... 79

Labur T.M. Increase in Strength and Toughness of Welded Joints on AluminiumAlloys .................................................................................................................. 80

Lebedev V.A., Gedrovich A.I., Borodina K.V. Electric-Arc Fusion Welding of Metal ofSmall Thickness ..................................................................................................... 80

Lebedev V.A., Gedrovich A.I., Sysoev V.N. Formation of Welds in Gas-ShieldedPulsed Arc Welding of Beams .................................................................................. 81

Lebedev V.A., Maksimov S.Yu., Lendel I.V. Mathematical Model of TemperatureFields and Optimal Parameters of the Deposited Bead Under Controlled MechanicalEffects ................................................................................................................. 82

Lebedev V.A., Maksimov S.Yu., Yaros Yu.A. Power Supply for Mechanised Metal ArcWelding of Remote Objects ..................................................................................... 82

Lebedev V.A., Plyushch D.V. Technological Reliability of Mechanised WeldingEquipment ............................................................................................................ 83

Lebedev V.A., Sorokin M.S., Belov A.A. Upgrading of Principles of Control ofElectrode Metal Transfer in Arc Welding with Short Circuits ....................................... 84

Lobanov L.M., Timoshenko O.M., Goncharov P.V. Technology and Equipment forArc Spot Welding in the Vertical Position ................................................................. 85

Matvienko M.V., Ermolaev G.V., Kvasnitsky V.V. Infuence of Slipping of DissimilarMaterial Surfaces Being Joined on the Stress-Strain State in Vacuum Diffusion Weldingwith Thermal Cycling ............................................................................................. 86

Mayr P., Kusch M., Ebert L., Podlesak F. Influence of Plasma Transfer Arc Weldingwith Pulsed Process Gas on Welding Metallurgy of Cobalt Based Hardfacing Alloys ....... 87

Moravetsky S.I., Tsaryuk A.K., Skulsky V.Yu. Certification of the Technology ofWelding Combined Rotors from Steels 25Kh2NMFA+ 20Kh3MVFA (EI415) for SteamTurbines ............................................................................................................... 87

Nesterenko N.P., Galchun A.N., Kondratenko V.Yu., Skok A.G. On Effectiveness ofApplication of Pneumatically Driven Machine for Butt Welding of up to 400 mmDiameter Pipes from Crystal-Amorphous Polymers ...................................................... 88

Nesterenko N.P., Dyachenko S.M., Senchenkov I.K. Technology and Equipment forUltrasonic Welding of Heat-Resistant Composite Materials Applied in Automotive andAircraft Construction .............................................................................................. 89

Nesterenko N.P., Korab N.G., Galchun A.N. Experimental-Theoretical Investigationof Laser Welding of thin Polyethylene Films .............................................................. 89

CONTENTS

14

Nesterenko N.P., Mineev E.A. Features of Welding Pipes from UnplasticizedPolyvinylchloride .................................................................................................. 90

Paton B.E., Saraev Yu.N., Lebedev V.A. Prospects for Development and PracticalApplication of Pulsed Welding and Surfacing Technologies to Improve OperatingReliability of Critical Metal Structures .................................................................... 91

Paton B.E., Yushchenko K.A., Lychko I.I., Suprun S.A., Kozulin S.M., Klimenko A.A.Investigation of the Processes of Formation of Welded Joint Metal in ElectroslagWelding with Wire Electrodes ................................................................................ 92

Pentegov I.V., Sidorets V.N., Rymar S.V., Zhernosekov A.M. Influence of Modern ArcPower Sources on the Mains ................................................................................... 93

Pismenny A.S., Pismenni A.A., Prokofjev A.S., Gubatyuk R.S. Investigation andDevelopment of Experimental Technology and Equipment for Heat Treatment of Weldsof Railway Rails ................................................................................................... 93

Pismenny A.S., Polukhin V.V., Polukhin Vl.V., Gubatyuk R.S. ExperimentalTechnologies and Equipment for Seam Welding and Braze-Welding of Thin-WalledPipes from High-Strength Steels by High-Frequency Currents ..................................... 94

Porokhonko V.B., Protokovilov I.V., Nazarchuk A.T., Petrov D.A., Babich L.M.Electroslag Welding of Titanium Alloys with Pulsed Electromagnetic Impact ................. 95

Pokhmurska H., Wielage B., Lampke T., Rupprecht Ch. Overview Lecture aboutResearch Trends for TS-Processes ............................................................................ 95

Pokhodnya I.K., Ignatenko A.V., Paltsevich A.P., Sinyuk V.S. Hydrogen-Induced ColdCracks in Welded Joints of HSLA Steels .................................................................. 96

Psakhtje S.G., Yushchenko K.A., Saraev Yu.N., Kakhovsky Yu.N., Bezborodov V.P.Establishing Scientific Fundamentals of Development of Multimodal WeldingConsumables and Pulsed Technologies to Produce Permanent Joints and Fused Coatingswith Multiscale Structure for Items Operating in Extreme North and Arctic Regions ....... 97

Razmyshlayev A.D., Mironova M.V., Yarmonov S.V., Vydymysh P.A. Improvementof the Effectiveness of the Processes of Arc Welding and Surfacing Under the Impact ofControlling Magnetic Fields ................................................................................... 97

Reznichenko M.K., Kalin M.K., Izotova K.O. New Methods of Cold Welding of CastIron by Low-Carbon Materials ................................................................................ 98

Semyonov A.P., Krivtsun I.V., Demchenko V.F. Simulation of the Processes of Meltingand Fusion of Electrode Metal in Consumable Electrode Welding ................................ 99

Sineok A.G., Gerasimenko A.M., Ryabokon V.D., Ryabtsev K.V., Brichak V.V.,Tolsty S.N. Modern Welding Technologies at Enlargement and Mounting of MetalStructures of the Arch of Podol Bridge in Kiev .......................................................... 99

Sineok A.G., Gerasimenko A.M., Ryabokon V.D., Ryabtsev K.V., Gotsulyak A.A.Development of Technologies of Welding Weather-Resistant Rolling Stock of StrengthClasses C355—500 MPa ......................................................................................... 100

Skuba T.G., Kolyada V.A., Dolinenko V.V., Shapovalov E.V. Development ofSimulation Model of Robotic Multipass MIG/MAG Welding for ExperimentalInvestigations of the Influence of Schematics and Modes of Making the Welds onStress-Strain States .............................................................................................. 101

Ternovoj E.G., Shulym V.F., Lankin Yu.N. Repair of Fragments of the Case ofInternatonal Space Station with Application of Electron Beam Welding ....................... 101

Ustinov A.I., Melnichenko T.V., Falchenko Yu.V., Petrushinets L.V. Electron BeamMethods to Produce Nanostructured Foils and their Application in Welding ofDifficut-to-Weld Materials .................................................................................... 102

Ustinov A.I., Telichko V.A., Demchenkov S.A., Bruckmueller C., Hancic A. EB PVDTechnology of Producing Functional Quasicrystalline Coatings and their Properties ....... 103

Kharchenko G.K., Rudenko M.N., Novomlinets O.O., Khomenko M.O. Generation ofElectric Potential on the Surface of Metal Samples at Self-Propagating High-TemperatureSynthesis in Nanolayered Foils ............................................................................... 103

Khorunov V.F., Maximova S.V. Vacuum Brazing of Multilayer Thin-WalledStructures ........................................................................................................... 104

CONTENTS

15

Khorunov V.F., Maximova S.V., Myasoed V.V., Voronov V.V. Formation of BrazedJoints Based on Ni3Al ........................................................................................... 105

Tsaryuk A.K., Ivanenko V.D., Dunaevskaya N.I. Repair Technology for Extension ofService Life of Boilers of Operating TPP Power Units ............................................... 106

Tsaryuk A.K., Kasatkin O.G., Skulsky V.Yu., Moravetsky S.I., Gavrik A.R.Technology of Welding from One Side Clad Pipelines of Primary Coolant Circuit of NPPPower Units ........................................................................................................ 106

Chinakhov D.A. Investigation of the Influence of Shielding Gas Jet on HeatDistribution in the Consumable Electrode Welding Zone ........................................... 107

Chinakhov D.A., Zuev A.V. Consumable Electrode Welding with Double-Jet GasShielding ............................................................................................................ 108

Shapka V.A. Selection of the Structure of Driving Generator for Operation of HFMPActuator ............................................................................................................. 108

Shelyagin V.D., Khaskin V.Yu., Lukashenko A.G. Laser Welding of ExpansionBellows .............................................................................................................. 109

Sholokhov M.A., Fiveiskii A.M., Buzorina D.S. Investigation of the Influence ofTechnological Parameters on Formation of Near-Wall Bead in Gas-Shielded MultipassWelding ............................................................................................................. 110

Sholokhov M.A., Fiveiskii A.M., Melnikov A.Yu. Twin-arc welding and its PracticalImplmentation ..................................................................................................... 110

Yushchenko K.A., Gakh I.S., Zadery B.A., Zvyaginsteva A.V., Karasevskaya O.P.Metallurgical and Technological Issues of Welding and Repair of Single-Crystal Bladesfrom High-Strength Nickel Alloys ........................................................................... 111

Yushchenko K.A., Kushnareva T.N., Mazurak V.E. Results of Investigations ofProducing High-Temperature Nickel Alloy Joints by Reaction-Diffusion Process ............ 111

Turyk E., Czwornog B., Zydzik-Bialek A. Welding Works in Repair of the «ArbeitMacht Frei» Inscription Elements of the Entrance Gate to the Former Concentrationand Extermination Camp Auschwitz I ..................................................................... 112

STRENGTH OF WELDED JOINTS AND STRUCTURES, THEORETICAL ANDEXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF STRESS-STRAIN STATES AND THEIRCONTROL ......................................................................................................... 113

Balytsky O.I., Novatsky Ye., Kostyuk I.F., Vus O.B., Skolozdra O.S. Performance ofHigh-Nitrogen Steels and their Welded Joints after Long Service in Hydrogen .............. 115

Boyko I.A., Grin A.G., Lysak V.K. Methods of Determination of Hot Hardnessof Metal ............................................................................................................. 115

Galtsov I.A., Kalenskaya A.V., Tkachenko S.A., Tkachenko A.N. Control of ResidualWelding Stresses During Welding of Clad Steel 09G2S + 08Kh18N10T ........................ 116

Gachkevich O.R., Astashkin V.I., Kozakevich T.V., Ravska-Skotnichni A. PhaseComposition and Residual Stresses in thin Steel Plates During Preheating using MovingHeat Sources ....................................................................................................... 117

Denisov L.S. Investigation of Formation of Defectiveness of Welded Joints .................. 117

Dzyubik A., Palash V. Residual Strength of Main Pipelines of High-Strength Steels ..... 118

Dmitrik V.V., Bartash S.N. Towards the Mechanism of Ageing of Welded Joints ofSteam Pipelines ................................................................................................... 119

Dmitrik V.V., Sirenko T.A. Mechanism of Degradation of Metal of Welded Joints ofSteam Pipelines ................................................................................................... 119

Dub A.V., Durynin V.A., Razygraev A.N., Razygraev N.P., Lobanov L.M.,Makhnenko O.V. Ultrasonic Testing, Damageability and Serviceablity of Elements ofCollector Welding to Steam Generator at NPP with WWER-1000 .............................. 120

Zankovets P.V., Sheleg V.K. Influence of Dominating Factors on Formation of WeldedJoints under the Conditions of Single and Small-Series Welding Manufacturing ............ 121

Kvasnitsky V.V., Kolesar I.A., Kvasnitsky V.F., Ermolaev G.V., Labartkava A.V.Investigation of Influence of Rigidity and Strength of Interlayer on Stress-Strain Stateat Loading of Welded and Brazed Components by Axial Load .................................... 122

CONTENTS

16

Kleiman J., Kudryavtsev Y. Application of Ultrasonic Peening in Industry ................. 122

Klochkov I.N., Berezin I.V., Berezin O.V. Increase of Life of Welded Joints ofThin-Sheet Aluminium alloys using High-Frequency Mechanical Peening ...................... 123

Knysh V.V., Solovey S.A., Kuzmenko A.Z. Increase of Cyclic Life of Welded Joints ofin-Service Metal Structures using High-Frequency Mechanical Peening ........................ 124

Kolomiytsev E.V. Improvement of Service Life of Changeable Equipment and WeldedStructures of Open-Hearth Shop ............................................................................ 124

Kolomiytsev E.V. Fatigue and Corrosion-Fatigue Strength and Life of Welded Jointsof Steel 12Kh18N10T ............................................................................................ 125

Kolomiytsev E.V., Serenko A.N. Increase of Life and Fatigue Strength of WeldedStructures by Surface Plastic Treatment .................................................................. 125

Kolot O.V., Tkachenko S.O., Tkachenko O.M. Vibro-Treatment as a Reserve of QualityImprovement of Metal Structures ........................................................................... 126

Kuzmenko D.Yu., Prosnitsky V.G., Makhnenko O.V., Demchenko Yu.V. All-WeldedWheels of Agglomeration Blowers N7500, N6500 ...................................................... 127

Kushnir R.M., Drobenko B.D. Assessment of Stressed State and Service Life ofElements of Power Units of 200 MW ...................................................................... 127

Lobanov L.M., Pivtorak V.A., Savitsky V.V., Tkachuk G.I., Lysak V.V.Determination of Residual Stresses in Welded T-Joints of Titanium Alloy VT-20Applying Method of Electron Speckle-Interferometry ................................................ 128

Markashova L.I., Kushnareva O.S. Investigation of Correlation of Structure withMechanical Properties of Welded Joints of Aluminium-Lithium Alloy .......................... 128

Markashova L.I., Poznyakov V.D., Berdnikova E.N., Alekseenko T.A.,Maksimenko A.A. Welded Joints of High-Strength Steels under in-Service Conditions ... 129

Markashova L.I., Shelyagin V.D., Khaskin V.Yu., Kushnareva O.S., Bernatsky A.V.Structure and Mechanical Properties of Structural Steel Surface Layers Forming underConditions of Laser and Laser-Plasma Alloying ........................................................ 130

Makhnenko V.I. , Velikoivanenko E.A., Rozynka G.F., Pivtorak N.I. MathematicalModels of Tough Fracture of Welded Structures Based on Mechanism of PoresFormation ........................................................................................................... 131

Makhnenko O.V., Mirzov I.V. Investigation of Stress-Strain State of Inner-BodyDevices on the Example of Baffle Plate of Reactor WWER-1000 ................................ 131

Medvedev S.V., Klimov K.A. Prediction Supercomputer Modeling of Processes ofFracture of Critical Welded Structures .................................................................... 132

Medvedev S.V., Chizh O.P. Constructive-Technological Designing of Welded Structurewith Application of Supercomputer Facilities of National Grid-Network ....................... 132

Milenin A.S. Methodological Bases of Planning of Repair of Main Pipelines withoutService Interruption ............................................................................................. 133

Mutas V.V., Netrebsky M.A., Rabkina M.D. Method of Assessment of Stress-StrainState of Cylindrical Structures, Operating under Internal Pressure, with Local SurfaceDefects ............................................................................................................... 134

Nazarchuk Z.T., Skalsky V.P. Methodological Bases of Identification of Mechanisms ofFracture of Aluminium Alloy Welded Joints by Acoustic Emission Parameters .............. 134

Nazarchuk Z.T., Skalsky V.P., Stankevich O.M., Lyasota I.M. Identification ofMechanisms of Fractures of Welded Joints of Alloy 1201-T by Parameters of AcousticEmission Signals .................................................................................................. 135

Nekhotyashchiy V.A., Palienko A.L., Perepichaj A.A., Rabkina M.D. Prediction of SafeService of Pressure Vessels with Account for Magnetic Inhomogeneity of Metal ............ 136

Nikiforchin G.M., Tsirulnik O.T., Zvirko O.I., Gredil M.I., Voloshin V.A.Peculiarities of Corrosion-Hydrogen Degradation of Properties of Welded Joints ofMain Gas Pipelines .............................................................................................. 136

Panteleenko F.I., Snarsky A.S. Ageing of Welded Critical Structures and Search forMethod of Nondestructive Assessment of Metal Resistance to Impact Action ................. 137

CONTENTS

17

Panfilov A.I. Application of Bimetal Sheets SWIP for Protection of Technological Equipment .......................................................................................................... 138

Podgurskiy M.I., Tatarin B.P., Podgurskiy I.M. Modeling of Initiation andPropagation of Fatigue Surface Cracks in Welded Joints ............................................ 139

Poznyakov V.D., Zhdanov S.L., Maksimenko A.A. New Structural Steels for WeldedBuilding Metal Structures ..................................................................................... 140

Radchenko M.V., Mandrov B.I. Improvement of Service Life of Containers byApplication of Welded Shells of Polymeric Materials ................................................ 140

Royanov V.A., Korostashevsky P.V. Investigation of Formula of End Edge Bending ofSheet Panels by Accounting for Empiric Coefficient of Stickout Length and SheetThickness ............................................................................................................ 141

Sviridov A.V., Grin A.G. Investigation of Mechanical Properties of Welded Joints onCopper Base ........................................................................................................ 142

Khoma M.S. Corrosion-Mechanical Fracture of Pipe Steels with Welded Joints inHydrogen Sulphide Environments ........................................................................... 142

Yushchenko K.A., Kushnareva T.N., Mazurak V.A. Results of Investigations ofProducing Joints of Heat-Resistant Nickel Alloys by Reaction-Diffusion Method ........... 143

Yushchenko K.A., Savchenko V.S., Zvyagintseva A.V., Chervyakov N.O., Tkach V.N.Assessment of Crystallographic Anisotropy of Elastic Properties of Weld Metal of NickelAlloys by using Nanoindentation ............................................................................ 144

NONDESTRUCTIVE TESTING AND TECHNICAL DIAGNOSTICS ........................ 145

Davydov E.A., Shekero A.L., Yukhimets P.S., Mikhovski M., Alexsiev A., Mirchev G.Application of Current Ultrasonic Testing Technology LRUT for Detection of CorrosionDamages of Metal of Main Pipelines ....................................................................... 147

Karmanov M.N., Shalaev V.A. Modular Systems of Digital Radiation Testing ............. 147

Lobanov L.M., Pivtorak V.A., Kiyanets I.V., Savitskiy V.V., Savitska O.M.Non-Destructive Determination of Diameters of Nuggets of Spot Welded Joints byElectron Shearography Method using Mechanical and Thermal Loading ....................... 148

Lobanov L.M., Pivtorak V.A., Nekhotyashchiy V.A., Korotenko P.D., Shiyan K.V.Prediction of Failure Pressure of Pipes with Corrosion Defects using LaserInterferometry ..................................................................................................... 149

Lobanov L.M., Pivtorak V.A., Savitskaya E.M., Kiyanets I.V. Quality Control ofWelded Titanium Panels from VT-20 Alloy using Electron Shearography Method .......... 149

Nedoseka A.Ya., Nedoseka S.A., Yaremenko M.A., Ovsienko M.A., Kharchenko L.F.Acoustic-Emission Diagnostics of Equipment of Enterprises of Power Complex .............. 150

Posypayko Yu.N. Developments of the E.O. Paton Electric Welding Institute in Area ofControl of Leak-Proofness of Welded Joints ............................................................. 150

Sorokin M.S., Belov A.A., Lebedev V.A. System for Automation and Control ofWelding Production ............................................................................................. 151

Troitskiy V.A., Belyi N.G., Bukhenskiy V.N., Mikhaylov S.R. Fast Digital X-ray-Television System Based on X-Ray Screens and CCD-Cameras .................................... 152

Troitskiy V.A., Karmanov M.N., Gorbik V.M. Diagnostic Ultrasonic Complexes«Universal-1P» and «Universal-2P» ....................................................................... 153

Troitskiy V.A., Posypayko Yu.N. Complex Non-Destructive Testing of Large VolumeWelded Reservoirs ............................................................................................... 153

Troitskiy V.A., Posypayko Yu.N., Agalidi Yu.S., Leviy S.V. Magnetooptical FlawDetection of Near-Surface Layers of Ferromagnetic Parts ........................................... 154

Uchanin V.M. Eddy-Current Testing of Welded Joints ............................................. 155

Shapovalov E.V., Kolyada V.A. Development of Upduting Diagnostic Equipment forMobile and Removable Means of Automated Testing of Geometry of Railway Track ...... 155

Shapovalov E.V., Galagan R.M., Klishchar F.S., Zapara V.I. Experience ofDevelopment of Acoustic-Emission System for Testing of Resistance Spot Welding ........ 156

Shchupak S.A., Troitskaya N.V., Posypayko Yu.N., Shekero A.L. New Standards inArea of Non-Destructive Testing of Welded Joints .................................................... 157

CONTENTS

18

SURFACE ENGINEERING ................................................................................. 159

Bezborodov V.P. Main Regularities of Structure Formation and Properties of TransitionZone of Compositions with Coatings after High-Temperature Effect ............................ 161

Berezhnaya E.V. Improvement of Technology of Electric Contact Hard-Facing ............. 161

Borisov Yu.S., Astakhov E.A., Ipatova Z.G., Yantsevich K.V., Kildiy A.I.Improvement of Corrosion Resistance of Detonation Coating of Fe—Cr—SiC CompositePowders, Produced by Mechanical-Chemical Synthesis .............................................. 162

Borisov Yu.S., Voynarovich S.G., Kislitsa A.N., Kuzmich-Yanchuk E.K. MicroplasmaSpraying of Biocompatible Titanium Coatings .......................................................... 163

Borisov Yu.S., Demyanov I.A., Vigilyanskaya N.V. Electric Arc Spraying of Coatingswith a Pseudoalloy Structure ................................................................................. 163

Borisov Yu.S., Kuznetsov M.V., Volos A.V., Zadoya V.G., Strelchuk V.V.,Kladko V.P., Gorban V.F. Magnetron Sputtering of Super-Hard Nanocompositenc-TiC/a-c Coatings ............................................................................................ 164

Borisov Yu.S., Kuznetsov M.V., Volos A.V., Zadoya V.G., Strelchuk V.V.,Kladko V.P., Gorban V.F. Magnetron Sputtering of Nanocomposite CNx Coating ......... 165

Borisov Yu.S., Murashov A.P., Grishchenko A.P. Development and Investigation ofEffectiveness of System of Shielding the Plasma Jet with Sprayed Material fromInteraction with Environment ................................................................................ 165

Borisov Yu.S., Murashov A.P., Grishchenko A.P., Vigilyanskaya N.V. Investigation ofHeat-Protective Properties of Gradient Coatings ....................................................... 166

Borisov Yu.S., Rupchev V.L., Burlachenko A.N., Borisova A.L., Adeeva L.I.,Tunik A.Yu. Composite Powders Fe—Cr—SiC for Gas Thermal Spraying, Produced byMChS. Structure and Properties ............................................................................. 166

Borisova A.L., Burlachenko A.N., Grishchenko A.P., Ipatova Z.G., Tsymbalistaya T.V.,Yantsevich K.V. Heat-Protective And Corrosion Properties of Plasma Coatings ofComplexly-Alloyed Alloy on AlCu—Fe Base, Containing a Quasi-Crystalline Phase ........ 167

Bykovsky O.G., Lapteva A.N. Thermal State and Fraction Composition of Particles inPlasma Spraying with Current-Carrying Wire .......................................................... 167

Voinarovich S.G., Kuzmich-Yanchuk E.K., Kislitsa A.N., Kalyuzhnyi S.N.,Masyuchok O.P., Glukhovsky V.Yu. Microplasma Resistive Coatings, Produced ofTitanium Dioxide Powder for Application in Electric Heaters ..................................... 168

Volkov D.A., Koshevoy A.D. Effect of Roughness of Part Surface on AdhesionStrength in Electric Contact Surfacing .................................................................... 169

Gaivoronsky A.A., Klapatyuk A.V., Shishkevich A.S., Gritsaj V.Ya. Technology ofSurfacing Restoration of Wheel Tires of High-Speed Passenger Transport ..................... 169

Dragan S.V., Goloborodko Zh.G., Simutenkov I.V. Automatic Submerged ArcSurfacing with Transverse High-Frequency Oscillations of Electrode ........................... 170

Dubovoy O.M., Karpechenko A.A., Bobrov M.M. Effect of Electric Pulses on Structureand Hardness of Electric Arc Coatings .................................................................... 171

Evdokimov A.I., Kuskov Yu.M. Assessment of Operation of Water-Air Injector underConditions of Electroslag Surfacing of High-Carbon Materials .................................... 172

Korobov Yu.S., Filippov M.A., Legchilo V.V., Khudorozhkova Yu.V.,Verkhorubov V.S. Influence of Metastable Chromium Austenite on the Properties ofMaterials Deposited by Surfacing and Spraying ........................................................ 172

Korobov Yu.S., Filippov M.A., Nevezhin S.V., Rimer G.A. High-TemperatureCoatings from Flux-Cored Wires ............................................................................ 173

Kostin A.M., Butenko A.Yu. Development of High-Temperature Wear-ResistantMaterial for Strengthening of Band Flanges of GTE Blades ........................................ 173

Kuzmenko O.G., Lentyugov I.P. Development of Materials for Wear-Resistant Surfacingusing Grinding Wastes of High-Speed Steel ............................................................. 174

Kuzmich-Yanchuk E.K., Borisov Yu.S., Voynarovich S.G., Kislitsa A.N., Tunik A.Yu.Reactive Laser-Plasma Spraying of Coatings on Titanium Base in the Medium of ActiveGas Mixture H2 + CH4 ......................................................................................... 174

CONTENTS

19

Lankin Yu.N., Ryabtsev I.A., Chernyak Ya.P., Solovjev V.G., Semikin V.F.,Osechkov P.P., Zhdanov V.A. Experimental Investigations of Electric ConditionParameters of Automatic Submerged Arc, Open Arc and Shielded-Gas Surfacing ........... 175

Makarenko N.A. Development of Slag System of Flux-Cored Flattened Wire forPlasma-MIG Surfacing of Aluminium Alloys ............................................................ 176

Markashova L.I., Tyurin Yu.N., Kolisnichenko O.V., Valevich M.L., Bogachev D.G.Structural-Phase State of Working Surfaces of Parts from High-Strength Cast Iron AfterPulse-Plasma Treatment ........................................................................................ 177

Orlov L.N., Golyakevich A.A. Restoration Surfacing of Metallurgical EquipmentComponents with Flux-Cored Wires in «TM. VELTEK LTD.» ................................... 177

Paustovsky A.V., Tkachenko Yu.G., Alfintseva R.A., Kirilenko S.N., Yurchenko D.Z.Development of Electrode Materials for Electric Spark Strengthening and Restoration ofWorn-Out Surfaces .............................................................................................. 179

Peremitko V.V. Improvement of Service Life of Running Gear Parts of RoadMachines ............................................................................................................ 180

Pereplyotchikov E.F. Experience of Application of Plasma-Powder Surfacing in Valvesand Engine Manufacture ....................................................................................... 180

Plis S.G. Effect of Surfacing Conditions and Diameter of Flux-Cored Wire onCharacteristics of its Melting ................................................................................. 181

Presnyakov V.A. Improvement of Method of Electric Contact Surfacing by Flux-CoredWire and Strip .................................................................................................... 182

Prilutsky V.P., Shvab S.L., Radkevich I.A., Akhonin S.V., Antonyuk S.L. Restorationof Properties of Worn-Out Surface of Airplane Elements of Titanium Alloy VT22 byusing the Argon-Arc Surfacing ............................................................................... 182

Radchenko V.G., Radchenko M.V., Shevtsov Yu.O., Radchenko T.B. Development ofTechnology of Supersonic Gas-Powder Surfacing for Solution of Problem of Wear ofParts of Machines and Mechanisms ......................................................................... 183

Senchenkov I.K., Ryabtsev I.A., Chervinko O.P., Ryabtsev I.I., Babinets A.A.Calculated-Experimental Method of Assessment of Life of Surfaced Parts Operating underConditions of Cyclic Thermal and Mechanical Loads ................................................. 184

Sukhovaya E.V. Composite Materials for Furnace Method of Surfacing ....................... 185

Shabliy O.M., Pulka Ch.V., Gavrilyuk V.Ya., Senchishin V.S., Grusha V.Ya. NewTechnological Processes of Induction Surfacing of thin Shaped Discs ........................... 185

SPECIAL ELECTROMETALLURGY .................................................................... 187

Anakhov S.V., Pykin Yu.A., Matushkin A.V. Environmental Principles of Designing ofElectroplasma Equipment ...................................................................................... 189

Akhonin S.V., Berezos V.A., Kopniychuk V.D., Pikulin A.N., Severin A.Yu. Electron-Beam Technologies of Obtaining of Ingots of Titanium-Based Alloys ........................... 189

Asnis E.A., Piskun N.V., Statkevich I.I., Baranskii P.I., Babich V.M. NitrogenAlloying of Silicon Crystals in Process of their Growing by Electron Beam CruciblelessZone Melting Method ........................................................................................... 190

Asnis E.A., Piskun N.V., Statkevich I.I., Baranskii P.I., Babich V.M. Electron BeamCrucibleless Zone Melting of Silicon using Heat Shield ............................................. 190

Biktagirov F.K., Reyda N.V., Shapovalov V.A., Efimov V.M., Selyutin A.A.,Padalka V.G. Electroslag Heating and Hot Topping of Discard of Large Ingots of200—400 t Mass ................................................................................................... 191

Biktagirov F.K., Shapovalov V.A., Gnatushenko A.V., Ignatov I.P. ElectroslagMelting of Noncompact Waste of Copper and Aluminum Alloys .................................. 192

Vlasov A.F. Intensification of Electroslag Processes .................................................. 192

Piptyuk V.P., Krikent I.V., Samokhvalov S.E., Logozinskiy I.N., Polyakov V.A.,Grekov S.V. Estimation of Value and Effect of Electromagnetic Forces on Pool Stirringof Ladle Furnace unit of Alternating Current ........................................................... 193

Polishko A.A., Saenko V.Ya., Stepanyuk S.N., Tunik A.Yu., Klochkov I.N.Transformation of Non-Metallic Inclusions in the Process of Electroslag Remelting and

CONTENTS

20

Electroslag Surfacing with Liquid Metal of High-Alloy Steel of AISI of Type 316(10Kh17N14M2) .................................................................................................. 194

Protokovilov I.V., Petrov D.A., Nazarchuk A.T., Babich L.M. Magnetically ControlledElectroslag Melting of Titanium Nickelide ............................................................... 195

Tsvetkov Yu.V., Nikolaev A.V., Samokhin A.V. Plasma Processes in Metallurgy andTechnology of Inorganic Materials .......................................................................... 195

Shapovalov V.A., Sheyko I.V., Nikitenko Yu.A. Technology and Equipment forManufacture of Alloys with Liquid-Like and Microcrystalline Structure ....................... 196

Shapovalov V.A., Yakusha V.V., Gnizdylo A.N. Super Large Profiled Single-Crystals ofTungsten and Molybdenum (Plasma-Induction Method) ............................................ 197

PROBLEMS OF WELDING IN MEDICINE. ECOLOGY, CERTIFICATIONAND STANDARDIZATION OF WELDING MANUFACTURING ............................ 199

Bondarenko Yu.K., Loginova Yu.V., Artyukh K.O. Problems of Increase of Quality ofTechnical Services During Assembly and Diagnostics in Power Engineering with thePurpose of Providing of Safety of Welded Structures (Review) ................................... 201

Kudlaj E.N., Yakimov D.Yu., Shkaboj N.A. High-Frequency Electric WeldingTechnology in Gynecological Ward of Central Clinical Hospital of SS of Ukraine ......... 201

Lankin Yu.N., Bajshtruk E.N., Kunkin D.D., Osechkov P., Romanova I.Yu.,Semikin V.F., Solovjev V.G., Sushy L.F. Experimental Study of the Process ofResistance Welding of Biological Tissues as an Object of Automatic Regulation ............ 202

Levchenko O.G., Levchuk V.K., Goncharova O.M. Methods of Providing ofElectromagnetic Safety for Operators of Resistance Spot Welding Machines ................. 202

Levchenko O.G., Lukyanenko A.O. Normalization of Concentration of HazardousSubstances on Working Stations for Manual Arc Welding .......................................... 203

Lipodaev V.N., Zelnichenko A.T. «Avtomaticheskaya Svarka» (Automatic Welding)at Current Stage .................................................................................................. 204

Lurin I.A., Vilchinsky A.I., Melnichenko L.M., Yakimov D.Yu., Okhonko O.V. OurExperience of Application and Prospects of HF Electric Welding in Otolaryngologyunder the Conditions of Central Hospital of Military Medical Administration of SecurityService of Ukraine ............................................................................................... 204

Lurin I.A., Okhonko O.V., Makarov G.G., Titomir I.A., Gladishenko O.I. Applicationof the Method of Live Tissue Welding in Laparoscopic Apendectomy ........................... 205

Lurin I.A., Yakimov D.Yu., Titomir I.A., Makarov G.G., Okhonko O.V.,Gladyshenko A.I. Experience of Application and Prospects for Development of ElectricWelding Technologies in Surgery ........................................................................... 206

Mazur A.A. Economic Problems of Welding and Related Technologies ......................... 206

Paton B.E., Kaleko D.E. R&D of the E.O. Paton Electric Welding Institute of theNAS of Ukraine on Application of Shape Memory Alloys for Implants and SurgicalTools ................................................................................................................. 207

Protsenko P.P. System for Professional Training of Qualified Welders Based onCompetence Approach .......................................................................................... 208

Furmanov Yu.A., Savitskaya I.M., Gejlenko O.A., Terekhov G.V. AlternativeMethods of Welding Live Tissues by Plasma-Argon and Thermojet Processes ................ 208

NAME INDEX ................................................................................................... 217

CONTENTS

21

ПРОГРАММА РАБОТЫ

КОНФЕРЕНЦИИ

25 ноября 2013 г.Пленарное заседание

Конференц-зал корпуса № 4, этаж 2Начало работы в 10:00Открытие конференции

1. Исследования и разработки ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины для современной энер-

гетики. Академик Б.Е. Патон (Украина)

2. Стратегические направления развития конструкционных материалов и технологий их пере-

работки для изделий авиационно-космической техники. Академик РАН Е.Н. Каблов, О.Г.

Оспенников, д.т.н. Б.С. Ломберг (Россия)

3. Прогресс в нетрадиционных способах сварки и родственных технологий в Пекинском науч-

но-исследовательском аэрокосмическом институте. Профессор Гуан Цяо (Китай)

4. Сварные или клеевые соединения – является ли это вопросом будущего? Проф. У. Райс-

ген, инж. М. Шлезер (Германия)

5. Последние достижения в сварке трением с перемешиванием. Проф. Т. Диброй (США)

6. Инновационные технологии в области конструкционных сталей и сварки. Академик РАН

И.В. Горынин (Россия)

7. Тенденции в разработке оборудования для сварки в защитных газах в Японии.

Проф. Т. Уяма (Япония)

8. Сварка сегодня и завтра. Проф. Я. Пилярчик, В. Земан (Польша)

Перерыв 14:00—15:00

9. Современные информативные автоматизированные системы акустического контроля сварки.

Академик РАН Н.П. Алешин (Россия)

10. Основы технологии электроконтактного спекания наноструктурированных металлополимер-

ных покрытий триботехнического назначения. Чл.-корр. НАН Беларуси Ю.М. Плеска-

чевский, проф. В.А. Ковтун (Беларусь)

11. Неразрушающий контроль конструкционной целостности элементов резервуара. В. Димеай,

П. Мудж, П. Джексон, проф. Тат Хин Ган, С. Коу (Великобритания)

12. Цифровое моделирование и экспериментальные исследования процессов переплава. Доктор

А. Жарди (Франция)

13. Тенденции в развитии сварки в Австрии. Н. Эпзингер, проф. К. Соммитч (Австрия)

ПРОГРАММА КОНФЕРЕНЦИИ

25

14. Современные исследования и перспективные разработки сварочных технологий в исследо-

вательском Центре Лапрозольд, Бразилия. Проф. Л. Виларипхо, Л. Виларипхо (Бразилия)

15. Микросварка алюминиевых сплавов пульсирующим лазером NdYAG и беспрерывным

диодным лазером. Доктор Я. Окамото, С. Накашиба, Т. Сакагава, А. Окада (Япония)

16. Технологии гибридной лазерной сварки для магистральных трубопроводов. Проф. С. Кай-

тель (Германия)

17. Механическое поведение и разрушение слоистых конструкций. Проф. Е. Гдоутос (Греция)

26 ноября 2013 г.Пленарное заседание

Конференц-зал корпуса № 4, этаж 2Начало работы в 9:00

18. Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов. Академик

РАН Ю.В. Цветков, А.В. Николаев, А.В. Самохин (Россия)

19. Дуговая сварка в среде защитных газов легких алюминиевых конструкций.

Проф. Р. Винклер (Германия)

20. Применение энергии взрыва в сварке, родственных процессах и технологиях. Чл.-

корр. РАН В.И. Лысак (Россия)

21. Тенденция в соединительных технологиях – сварочные технологии как прибавочная

стоимость. Доктор К. Миддельдорф (Германия)

22. Перспективные технологии создания высоконадежных изделий из конструкционных сталей

для базовых отраслей промышленности. Проф. А.В. Дуб (Россия)

23. Анализ и выбор сварочных технологий при строительстве магистральных трубопроводов

большого диаметра. Доктор М. Белоев (Болгария), В.И. Хоменко, акад. НАН Украины

С.И. Кучук-Яценко (Россия, Украина)

24. Регулирование остаточных сварочных напряжений: измерения, анализ усталости, упроч-

няющие обработки. К.т.н. Ю. Кудрявцев, проф. Я. Клейман (Канада)

25. Достижения в сварке трубопроводов и свойств сварных соединений. Проф. М. Косак

(Турция)

26. Сварка, резка и термическая обработка живых тканей. Академик Б.Е. Патон, академик

НАН Украины И.В. Кривцун, д.т.н. Г.С. Маринский, д.т.н. И.Ю. Худецкий, д.т.н. Ю.Н.

Ланкин, д.т.н. А.В. Чернец (Украина)


26

26 ноября 2013 г.Сессия стендовых докладов

Читальный зал библиотеки, корпус № 4, этаж 2Начало работы в 14:00

1. ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ

И РОДСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1. Башенко В.В., Охапкин К.А. Влияние основных конструктивно-технологических пара-метров режима точечной сварки трением на протекание объемного взаимодействия(Россия)

1.2. Белоус В.Ю., Ахонин С.В., Селин Р.В., Антонюк С.Л. Сварка высокопрочного титано-вого сплава Т110 (Украина)

1.3. Бондарев С.В. Дослідження гідрофобно-гідрофільних властивостей компонентів елект-родних покриттів (Україна)

1.4. Брумм С., Буэркнер Г., Куш М. Дуговая сварка нелегированных сталей плавящимсяэлектродом в среде защитного газа с использованием электродных проволок большогодиаметра (Германия)

1.5. Владимиров А.В., Хабузов В.А., Максимов С.Ю., Лебедев В.А. Цифровой синтезимпульсно-дуговой сварки (Россия, Украина)

1.6. Гавриш П.А., Тулупов В.И. Совершенствование методов предварительного подогревасварки меди со сталью (Украина)

1.7. Гайворонский А.А., Демченко Ю.В., Панфилов А.И. Технологии восстановления свар-кой поврежденных элементов металлоконструкций горно-обогатительного оборудования(Украина)

1.8. Головко В.В., Походня І.К. Вплив морфології неметалевих включень на формуваннямікроструктури металу зварних швів низьколегованих високоміцних сталей (Україна)

1.9. Гончаров И.А. Cоздание сварочных флюсов с прогнозируемыми технологическими и ме-таллургическими свойствами на основе структурных и физико-химических исследований(Украина)

1.10. Гончаров С.Н., Шалимов М.П. Выбор методик определения свариваемости высокопро-чных сталей (Россия)

1.11. Григорьева Е.Г., Чинахов Д.А. Возможность использования сварки с двухструйной газо-вой защитой для восстановления изношенных поверхностей деталей (Россия)

1.12. Гринберг Б.А., Иванов М.А., Рыбин В.В., Пацелов А.М., Бесшапошников Ю.П. Свар-ка взрывом: процессы и структуры (Россия, Украина)

1.13. Гринь А.Г., Бойко И.А. Методика определения состава порошковой проволоки(Украина)


27

1.14. Гринь А.Г., Золотопупова Т.Б. Дуговая сварка алитированной стали в защитных газах(Украина)

1.15. Демьянченко А.А. Управление структурой зон сварных соединений легированных сталейметодами адаптивных импульсных технологий сварки (Россия)

1.16. Елагин В.П., Гордань Г.Н. К механизму снижения химической и структурной неоднород-ности в зоне сплавления аустенитного шва с углеродистой сталью (Украина)

1.17. Зайнулин Д.И., Лебедев В.А., Максимов С.В., Пичак В.Г. Уникальный комплекс обо-рудования для автоматической дуговой сварки на большой глубине в максимальноограниченных условиях (Великобритания, Украина)

1.18. Захаров Л.С., Гаврик А.Р. Разработка технологии сварки разнородных соединений мар-тенситной стали 10Х9НМФБ с аустенитными хромоникелевыми сталями типа 08Х18Н10Т(Украина)

1.19. Илюшенко В.М., Аношин В.А., Бондаренко А.Н., Майданчук Т.Б., Скорина Н.В. Раз-работка электродных материалов для сварки и наплавки сложнолегированных бронз(Украина)

1.20. Илюшенко В.М., Ганчук А.В., Лысенко В.А., Петриченко В.Н., Степченко Д.Н. Высо-коэффективная технология дуговой сварки толстого металла (Украина)

1.21. Кабыш С.В., Есауленко Г.Б., Менжерес М.Г. Особенности формирования надмолеку-лярной структуры в зоне соединения при ультразвуковой и тепловой сварке листов изкристаллических полимеров (Украина)

1.22. Кассов В.Д., Кущий А.М. Усовершенствование технологии подготовки поверхности ме-таллоконструкций сложной объемно-поверхностной формы под ремонтную сварку(Украина)

1.23. Квасницкий В.В., Костин А.М., Лабарткава А.В., Лабарткава Ал. В. Особенностипайки металлокерамических гермовводов (Украина)

1.24. Квасницкий В.В., Маркашова Л.И., Квасницкий В.Ф., Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф.,Углов В.В., Черенда Н.Н., Левченко И.Л. Диффузионная сварка металлов сприменением радиационно-пучковых технологий (Украина, Россия, Беларусь)

1.25. Квасницкий В.В., Маркашова Л.И., Квасницкий В.Ф., Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф.,Углов В.В., Черенда Н.Н., Левченко И.Л. Пайка металлов с применением радиационно-пучковых технологий (Украина, Россия, Беларусь)

1.26. Коротынский А.Е. Исследование процессов саморегулирования при резонансной дуговойсварке (Украина)

1.27. Коротынский А.Е., Вертецкая И.В., Шапка В.А. Использование дифференциальноготейлоровского преобразования в задачах исследования процессов в нелинейном колеба-тельном контуре (Украина)

1.28. Коротынский А.Е., Драченко Н.П., Шапка В.А. Особенности зарядно-разрядных про-цессов в суперконденсаторах (Украина)

1.29. Кулик В.М., Демченко Э.Л., Васильев Д.В., Елагин В.П. Новые электродныематериалы для сварки и наплавки высокопрочных и разнородных сталей (Украина)


28

1.30. Лабур Т.М. Повышение прочности и вязкости сварных соединений алюминиевых сплавов(Украина)

1.31. Лебедев В.А., Гедрович А.И., Бородина К.В. Электродуговая сварка плавлением метал-ла малой толщины (Украина)

1.32. Лебедев В.А., Гедрович А.И., Сысоев В.Н. Формирование швов при импульсно-дуговойсварке балок в защитных газах (Украина)

1.33. Лебедев В.А., Максимов С.Ю., Лендел И.В. Математическая модель тепловых полей иоптимальных параметров наплавленного валика при управляемых механических воз-действиях (Украина)

1.34. Лебедев В.А., Максимов С.Ю., Ярос Ю.А. Источник для дуговой механизированнойсварки плавящимся электродом удаленных объектов (Украина)

1.35. Лебедев В.А., Плющ Д.В. Технологическая надежность механизированного сварочногооборудования (Украина)

1.36. Лебедев В.А., Сорокин М.С., Белов А.А. Совершенствование принципов управленияпереносом электродного металла при дуговой сварке с короткими замыканиями (Украина,Россия)

1.37. Лобанов Л.М. Тимошенко, О.М., Гончаров П.В. Технологія та устаткування для дуго-вого точкового зварювання в вертикальному положенні (Україна)

1.38. Матвиенко М.В., Ермолаев Г.В., Квасницкий В.В. Влияние проскальзывания соединяе-мых поверхностей разнородных материалов на напряженно-деформированное состояниепри диффузионной сварке в вакууме с термоциклированием (Украина)

1.39. Мейр П., Куш М., Эберт Л., Подлесак Ф. Влияние сварки плазменной дугой прямогодействия с импульсной подачей технологического газа на металлургию сварки сплавов наоснове кобальта для твердой наплавки (Германия)

1.40. Моравецкий С.И., Царюк А.К., Скульский В.Ю. Аттестация технологии сваркикомбинированных роторов из сталей 25Х2НМФА + 20Х3МВФА (ЭИ 415) для паровыхтурбин (Украина)

1.41. Нестеренко Н.П., Гальчун А.Н., Кондратенко В.Ю., Скок А.Г. Об эффективностииспользования установки с пневмоприводом для сварки встык труб диаметром до 400 ммиз кристаллоаморфных полимеров (Украина)

1.42. Нестеренко Н.П., Дьяченко С.М., Сенченков И.К. Технология и оборудование для уль-тразвуковой сварки термостойких композиционных материалов, применяемых в авто- иавиастроении (Украина)

1.43. Нестеренко Н.П., Кораб Н.Г., Гальчун А.Н. Экспериментально-теоретическое исследо-вание лазерной сварки тонких полиэтиленовых пленок (Украина)

1.44. Нестеренко Н.П., Минеев Э.А. Особенности сварки труб из непластифицированногополивинилхлорида (Украина)

1.45. Патон Б.Е., Сараев Ю.Н., Лебедев В.А. Перспективы разработки и практическогоприменения импульсных технологий сварки и наплавки для повышения эксплуа-


29

тационной надежности металлоконструкций ответственного назначения (Украина,Россия)

1.46. Патон Б.Е., Ющенко К.А., Лычко И.И., Супрун С.А., Козулин С.М., Клименко А.А.Исследование процессов образования металла сварного соединения при электрошлаковойсварке проволочными электродами (Украина)

1.47. Пентегов И.В., Сидорец В.Н., Рымар С.В., Жерносеков А.М. Влияние современныхисточников питания сварочной дуги на электрическую сеть (Украина)

1.48. Письменный А.С., Письменный А.А., Прокофьев А.С., Губатюк Р.С. Исследование иразработка экспериментальной технологии и оборудования для термической обработкисварных швов железнодорожных рельсов (Украина)

1.49. Письменный А.С., Полухин В.В., Полухин Вл.В., Губатюк Р.С. Экспериментальныетехнологии и оборудование для шовной сварки и сваркопайки токами высокой частотытонкостенных труб из высокопрочных сталей (Украина)

1.50. Порохонько В.Б., Протоковилов И.В., Назарчук А.Т., Петров Д.А., Бабич Л.М. Элек-трошлаковая сварка титановых сплавов с импульсным электромагнитным воздействием(Украина)

1.51. Похмурская А., Вьелаж Б., Лампке Т., Рупрехт К. Обзор тенденций исследования про-цессов термического напыления (Украина, Германия)

1.52. Походня И.К., Игнатенко А.В., Пальцевич А.П., Синюк В.С. Индуцирование водоро-дом холодных трещин в сварных соединениях ВПНЛ сталей (Украина)

1.53. Псахье С.Г., Ющенко К.А., Сараев Ю.Н., Каховский Ю.Н., Безбородов В.П. Разра-ботка научных основ создания мультимодальных сварочных материалов и импульсныхтехнологий получения неразъемных соединений и наплавленных покрытий с многомасш-табной структурой для изделий, работающих в условиях Крайнего Севера и Арктики(Россия, Украина)

1.54. Размышляев А.Д., Миронова М.В., Ярмонов С.В., Выдмыш П.А. Повышение эф-фективности процессов дуговой сварки и наплавки при воздействии управляющихмагнитных полей (Украина)

1.55. Резніченко М.К., Калін М.А., Ізотова К.О. Нові способи холодного зварювання чавунумаловуглецевими матеріалами (Україна)

1.56. Семёнов А.П., Кривцун И.В., Демченко В.Ф. Моделирование процессов плавления ипереноса электродного металла при сварке плавящимся электродом (Украина)

1.57. Синеок А.Г., Герасименко А.М., Рябоконь В.Д., Рябцев К.В., Бричак В.В., ТолстыйС.Н. Современные технологии сварки при укрупнении и монтаже металлоконструкцийарки Подольского мостового перехода в Киеве (Украина)

1.58. Синеок А.Г., Герасименко А.М., Рябоконь В.Д., Рябцев К.В., Гоцуляк А.А. Разработкатехнологий сварки атмосферостойкого проката классов прочности С355—500 МПа(Украина, Польша)

1.59. Скуба Т.Г., Коляда В.А., Долиненко В.В., Шаповалов Е.В. Разработка имитационноймодели роботизированной многопроходной МИГ/МАГ сварки для экспериментальныхисследований влияния схем и режимов сварки швов на напряженно-деформированныесостояния (Украина)


30

1.60. Терновой Е.Г., Шулым В.Ф., Ланкин Ю.Н. Ремонт фрагментов корпуса международнойкосмической станции с применением электронно-лучевой сварки (Украина)

1.61. Устинов А.И., Мельниченко Т.В., Фальченко Ю.В., Петрушинец Л.В. Электронно-лу-чевые методы получения наноструктурированных фольг и их применение при сваркетрудносвариваемых материалов (Украина)

1.62. Устинов А.И., Теличко В.А., Демченков С.А., Брукмюллер C., Ханcиc А. Электронно-лучевая технология получения и свойства квазикристаллических покрытий функцио-нального назначения (Украина, Австрия, Словения)

1.63. Харченко Г.К., Руденко М.Н., Новомлинець О.О., Хоменко М.О. Виникнення елек-тричного потенціалу на поверхні металевих зразків при високотемпературному синтезі,що самопоширюється, в наношаруватих фольгах (Україна)

1.64. Хорунов В.Ф., Максимова С.В. Вакуумная пайка многослойных тонкостенных конст-рукций (Украина)

1.65. Хорунов В.Ф., Максимова С.В., Мясоед В.В., Воронов В.В. Формирование паяныхсоединений сплавов на основе Ni3Al (Украина)

1.66. Царюк А.К., Иваненко В.Д., Дунаевская Н.И. Ремонтная технология для продлениясроков эксплуатации котлоагрегатов действующих энергоблоков ТЭС (Украина)

1.67. Царюк А.К., Касаткин О.Г., Скульский В.Ю., Моравецкий С.И., Гаврик А.Р. Техно-логия односторонней сварки плакированных трубопроводов первого контура энергобло-ков АЭС (Украина)

1.68. Чинахов Д.А. Исследование влияния струи защитного газа на распределение тепла в зонесварки плавящимся электродом (Россия)

1.69. Чинахов Д.А., Зуев А.В. Сварка плавящимся электродом в двухструйной газовой защите(Россия)

1.70. Шапка В.А. Выбор структуры задающего генератора для работы исполняющего инстру-мента ВМП (Украина)

1.71. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Лукашенко А.Г. Лазерная сварка сильфонных компенса-торов (Украина)

1.72. Шолохов М.А., Фивейский А.М., Бузорина Д.С. Изучение влияния технологическихпараметров на формирование пристеночного валика при многопроходной сварке взащитных газах (Россия)

1.73. Шолохов М.А., Фивейский А.М., Мельников А.Ю. Двухдуговая сварка и ее практичес-кая реализация (Россия)

1.74. Ющенко К.А., Гах И.С., Задерий Б.А., Звягинцева А.В., Карасевская О.П. Метал-лургические и технологические вопросы сварки и ремонта монокристаллических лопатокиз жаропрочных никелевых сплавов (Украина)

1.75. Ющенко К.А., Кушнарева Т.Н., Мазурак В.Е. Результаты исследований получениясоединений жаропрочных никелевых сплавов реакционно-диффузионным способом(Украина)

1.76. Турык Е., Чворног Б., Зыдзик-Бялек А. Сварочные работы при ремонте элементовнадписи «Arbeit macht frei» входных ворот бывшего немецкого концентрационного и эк-зекуционного лагеря Аушвиц I


31

2. ПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ,

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННЫХ СОСТОЯНИЙ

И ИХ РЕГУЛИРОВАНИЕ

2.1. Балицький О.І., Новацький Є., Костюк І.Ф.,Вус О.Б., Сколоздра О.С. Роботоздатністьвисокоазотних сталей та їх зварних з’єднань за тривалої експлуатації у водні (Польща,Україна)

2.2. Бойко И.А., Гринь А.Г., Лысак В.К. Методика определения горячей твердости металла(Украина)

2.3. Гальцов И.А., Каленская А.В., Ткаченко С.А., Ткаченко А.Н. Регулирование остаточ-ных сварочных напряжений при сварке плакированной стали 09Г2С + 08Х18Н10Т(Украина)

2.4. Гачкевич О.Р., Асташкин В.И., Козакевич Т.В., Равська-Скотнични А. Фазовый состави остаточные напряжения в тонких стальных пластинах при нагреве подвижнымиисточниками тепла (Украина, Польша)

2.5. Денисов Л.С. Исследование формирования дефектности сварных соединений (Беларусь)

2.6. Дзюбик А., Палаш В. Залишкова міцність магістральних трубопроводів із високоміцнихсталей (Україна)

2.7. Дмитрик В.В., Барташ С.Н. К механизму старения сварных соединений паропроводов(Украина)

2.8. Дмитрик В.В., Сиренко Т.А. Механизм деградации металла сварных соединений пароп-роводов (Украина)

2.9. Дуб А.В., Дурынин В.А., Разыграев А.Н., Разыграев Н.П., Лобанов Л.М., Махненко

О.В. Ультразвуковой контроль, повреждаемость и работоспособность узлов приварки

коллектора к парогенератору на АЭС с ВВЭР-1000 (Россия, Украина)

2.10. Занковец П.В., Шелег В.К. Влияние доминирующих факторов на формирование свар-

ных соединений в условиях единичного и мелкосерийного сварочного производства (Бе-

ларусь)

2.11. Квасницкий В.В., Колесар И.А., Квасницкий В.Ф., Ермолаев Г.В., Лабарткава А.В.

Исследование влияния жесткости и прочности промежуточной прослойки на напряженно-

деформированное состояние при нагружении осевой нагрузкой сварных и паяных узлов

(Украина)

2.12. Клейман Я., Кудрявцев Ю. Применение ультразвуковой проковки в промышленности

(Канада)

2.13. Клочков И.Н., Березин И.В., Березин О.В. Повышение долговечности сварных сое-

динений тонколистовых алюминиевых сплавов высокочастотным механическим проковы-

ванием (Украина)


32

2.14. Кныш В.В., Соловей С.А., Кузьменко А.З. Повышение циклической долговечностисварных соединений эксплуатируемых металлоконструкций высокочастотной механичес-кой проковкой (Украина)

2.15. Коломийцев Е.В. Повышение стойкости сменного оборудования и сварных конструкциймартеновского цеха (Украина)

2.16. Коломийцев Е.В. Усталостная и коррозионно-усталостная прочность и долговечностьсварных соединений стали 12Х18Н10Т (Украина)

2.17. Коломийцев. Е.В., Серенко А.Н. Повышение долговечности и усталостной прочностисварных конструкций поверхностной пластической обработкой (Украина)

2.18. Колот О.В., Ткаченко С.О., Ткаченко О.М. Віброобробка як резерв підвищення якостіметалоконструкцій (Україна)

2.19. Кузьменко Д.Ю., Просницкий В.Г., Махненко О.В., Демченко Ю.В. Цельносварныеколеса агломерационных нагнетателей Н7500, Н6500 (Украина)

2.20. Кушнір Р.М., Дробенко Б.Д. Оцінка напруженого стану та експлуатаційного ресурсуелементів енергоблоків потужністю 200 МВт (Україна)

2.21. Лобанов Л.М., Пивторак В.А., Савицкий В.В., Ткачук Г.И., Лысак В.В. Определениеостаточных напряжений в сварных тавровых соединениях из титанового сплава ВТ-20 сприменением метода электронной спекл-интерферометрии (Украина)

2.22. Маркашова Л.И., Кушнарева О.С. Исследование взаимосвязи структуры с механичес-кими свойствами сварных соединений алюминиево-литиевого сплава (Украина)

2.23. Маркашова Л.И., Позняков В.Д., Бердникова Е.Н., Алексеенко Т.А., МаксименкоА.А. Сварные соединения высокопрочных сталей в эксплуатационных условиях(Украина)

2.24. Маркашова Л.И., Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Кушнарева О.С., Бернацкий А.В.Структура и механические свойства поверхностных слоев конструкционной стали,формирующихся в условиях лазерного и лазерно-плазменного легирования (Украина)

2.25. Махненко В.И. , Великоиваненко Е.А., Розынка Г.Ф., Пивторак Н.И. Математическиемодели вязкого разрушения сварных конструкций на основе механизма порообразования(Украина)

2.26. Махненко О.В., Мирзов И.В. Исследование напряженно-деформированного состояниявнутрикорпусных устройств на примере выгородки реактора ВВЭР-1000 (Украина)

2.27. Медведев С.В., Климов К.А. Прогнозное суперкомпьютерное моделирование процессовразрушения ответственных сварных конструкций (Беларусь)

2.28. Медведев С.В., Чиж О.П. Конструктивно-технологическое проектирование сварных кон-струкций с использованием суперкомпьютерных ресурсов Национальной грид-сети (Бела-русь)

2.29. Миленин А.С. Методологические основы планирования ремонта магистральных трубоп-роводов без вывода из эксплуатации (Украина)


33

2.30. Мутас В.В., Нетребский М.А., Рабкина М.Д. Методы оценки напряженно-деформиро-ванного состояния цилиндрических конструкций, работающих под внутренним дав-лением, с локальными поверхностными дефектами (Украина)

2.31. Назарчук З.Т., Скальський В.Р. Методологічні основи ідентифікування механізмів руй-нування зварних з’єднань алюмінієвих сплавів за параметрами акустичної емісії(Україна)

2.32. Назарчук З.Т., Скальський В.Р., Станкевич О.М., Лясота І.М. Ідентифікування меха-нізмів руйнування зварних з’єднань сплаву 1201-Т за параметрами сигналів акустичноїемісії (Україна)

2.33. Нехотящий В.А., Палиенко А.Л., Перепичай А.А., Рабкина М.Д. Прогнозирование без-опасной эксплуатации сосудов давления с учетом магнитной неоднородности металла(Украина)

2.34. Никифорчин Г.М., Цирульник О.Т., Звірко О.І., Греділь М.І., Волошин В.А. Особли-вості корозійно-водневої деградації властивостей зварних з’єднань магістральних газо-проводів (Україна)

2.35. Пантелеенко Ф.И., Снарский А.С. Старение сварных ответственных конструкций ипоиск метода неразрушающей оценки сопротивления металла ударному воздействию (Бе-ларусь)

2.36. Панфилов А.И. Применение биметаллических листов SWIP для защиты технологическо-го оборудования (Украина)

2.37. Підгурський М.І., Татарин Б.П., Підгурський І.М. Моделювання зародження та роз-повсюдження втомних поверхневих тріщин в зварних з’єднаннях (Україна)

2.38. Позняков В.Д., Жданов С.Л., Максименко А.А. Новые конструкционные стали длясварных строительных металлоконструкций (Украина)

2.39. Радченко М.В., Мандров Б.И. Повышение ресурса емкостей за счет применения сварныхоболочек из полимерных материалов (Россия)

2.40. Роянов В.А., Коросташевский П.В. Исследование формулы прогиба лобовой кромкилистовых полотнищ с учетом эмпирического коэффициента длины вылета и толщинылистов (Украина)

2.41. Свиридов А.В., Гринь А.Г. Исследования механических свойств сварных соединений намедной основе (Украина)

2.42. Хома М.С. Корозійно-механічне руйнування трубних сталей із зварними з’єднаннями всірководневих середовищах (Україна)

2.43. Ющенко К.А., Кушнарева Т.Н., Мазурак В.Е. Результаты исследований получения сое-динений жаропрочных никелевых сплавов реакционно-диффузионным способом(Украина)

2.44. Ющенко К.А., Савченко В.С., Звягинцева А.В., Червяков Н.О., Ткач В.Н. Оценкакристаллографической анизотропии упругих свойств металла швов никелевых сплавов сиспользованием наноиндентирования (Украина)


34

3. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА

3.1. Давыдов Е.А., Шекеро А.Л., Юхимец П.С., Миховски М., Алексиев А., Мирчев Й.Применение современной технологии ультразвукового контроля LRUT для обнаружениякоррозионных поражений металла магистральных трубопроводов (Украина, Болгария)

3.2. Карманов М.Н., Шалаев В.А. Модульные системы цифрового радиационного контроля(Украина)

3.3. Лобанов Л.М., Півторак В.А., Киянець І.В., Савицький В.В., Савицька О.М. Неруй-нівне визначення діаметрів ядер зварних точкових з’єднань методом електронної широ-графії з використанням механічного та термічного навантаження (Україна)

3.4. Лобанов Л.М., Пивторак В.А., Нехотящий В.А., Кротенко П.Д., Шиян К.В. Прогно-зирование разрушающего давления труб с коррозионными дефектами с применением ла-зерной интерферометрии (Украина)

3.5. Лобанов Л.М., Пивторак В.А., Савицкая Е.М., Киянец И.В. Контроль качества свар-ных титановых панелей из сплава ВТ-20 с применением метода электронной ширографии(Украина)

3.6. Недосека А.Я., Недосека С.А., Яременко М.А., Овсиенко М.А., Харченко Л.Ф. Акус-тико-эмиссионное диагностирование оборудования предприятий энергетического комплек-са (Украина)

3.7. Посыпайко Ю.Н. Разработки ИЭС им. Е.О. Патона в области контроля герметичностисварных соединений (Украина)

3.8. Сорокин М.С., Белов А.А., Лебедев В.А. Система автоматизации и контроля сварочногопроизводства (Россия, Украина)

3.9. Троицкий В.А., Белый Н.Г., Бухенский В.Н., Михайлов С.Р. Высокочувствительнаяцифровая рентгенотелевизионная система на основе рентгеновских экранов и ПЗС-камер(Украина)

3.10. Троицкий В.А., Карманов М.Н., Горбик В.М. Диагностические ультразвуковые комп-лексы «Универсал-1П», «Универсал-2П» (Украина)

3.11. Троицкий В.А., Посыпайко Ю.Н. Комплексный неразрушающий контроль сварных ре-зервуаров большого объема (Украина)

3.12. Троицкий В.А., Посыпайко Ю.Н., Агалиди Ю.С., Левый С.В. Магнитооптическая де-фектоскопия приповерхностных слоев ферромагнитных изделий (Украина)

3.13. Учанін В.М. Вихрострумовий контроль зварних з’єднань (Україна)

3.14. Шаповалов Е.В., Коляда В.А. Разработка современной диагностической аппаратуры длямобильных и съемных средств автоматизированного контроля геометрических параметровжелезнодорожного пути (Украина)

3.15. Шаповалов Е.В., Галаган Р.М., Клищар Ф.С., Запара В.И. Опыт разработки акустико-эмиссионной системы контроля контактной точечной сварки (Украина)

3.16. Щупак С.А., Троицкая Н.В., Посыпайко Ю.Н., Шекеро А.Л. Новые стандарты в обла-сти неразрушающего контроля сварных соединений (Украина)


35

4. ИНЖЕНЕРИЯ ПОВЕРХНОСТИ

4.1. Безбородов В.П. Основные закономерности формирования структуры и свойства пере-ходной зоны композиций с покрытиями после высокотемпературного воздействия

4.2. Бережная Е.В. Совершенствование технологии электроконтактной наплавки (Украина)

4.3. Борисов Ю.С., Астахов Е.А., Ипатова З.Г., Янцевич К.В., Кильдий А.И. Повышениекоррозионной стойкости детонационного покрытия из КП Fe—Cr—SiC, полученного МХС(Украина)

4.4. Борисов Ю.С., Войнарович С.Г., Кислица А.Н., Кузьмич-Янчук Е.К. Микроплазменноенапыление биосовместимых титановых покрытий (Украина)

4.5. Борисов Ю.С., Демьянов И.А., Вигилянская Н.В. Электродуговое напыление покрытийс псевдосплавной структурой (Украина)

4.6. Борисов Ю.С., Кузнецов М.В., Волос А.В., Задоя В.Г., Стрельчук В.В., Кладко В.П.,Горбань В.Ф. Магнетронное нанесение сверхтвердых нанокомпозитных nc-TiC/a-C пок-рытий (Украина)

4.7. Борисов Ю.С., Кузнецов М.В., Волос А.В., Задоя В.Г., Стрельчук В.В., Кладко В.П.,Горбань В.Ф. Магнетронное нанесение нанокомпозитного CNx покрытия (Украина)

4.8. Борисов Ю.С., Мурашов А.П., Грищенко А.П. Разработка и исследование эффектив-ности системы экранирования плазменной струи с напыляемым материалом от взаимо-действия с внешней средой (Украина)

4.9. Борисов Ю.С., Мурашов А.П., Грищенко А.П., Вигилянская Н.В. Исследование тепло-защитных свойств градиентных покрытий (Украина)

4.10. Борисов Ю.С., Рупчев В.Л., Бурлаченко А.Н., Борисова А.Л., Адеева Л.И., ТуникА.Ю. Композиционные порошки для ГТН Fe—Cr—SiC, полученные методом МХС, струк-тура и свойства (Украина)

4.11. Борисова А.Л., Бурлаченко А.Н., Грищенко А.П., Ипатова З.Г., Цымбалистая Т.В.,Янцевич К.В. Теплозащитные и коррозионные свойства плазменных покрытий из слож-нолегированного сплава на основе AlCuFe, содержащего квазикристаллическую фазу(Украина)

4.12. Быковский О.Г., Лаптева А.Н. Тепловое состояние и фракционный состав частиц приплазменном напылении токоведущей проволокой (Украина)

4.13. Войнарович С.Г., Кузьмич-Янчук Е.К., Кислица А.Н., Калюжный С.Н., МасючокО.П., Глуховский В.Ю. Микроплазменные резистивные покрытия, полученные из по-рошка диоксида титана для использования в электронагревателях (Украина)

4.14. Волков Д.А., Кошевой А.Д. Влияние шероховатости поверхности детали на прочностьсцепления при электроконтактной наплавке (Украина)

4.15. Гайворонский А.А., Клапатюк А.В., Шишкевич А.С., Грицай В.Я. Технология восста-новления наплавкой бандажей колес скоростного пассажирского транспорта (Украина)

4.16. Драган С.В., Голобородько Ж.Г., Симутенков И.В. Автоматическая наплавка под флю-сом с поперечными высокочастотными колебаниями электрода (Украина)


36

4.17. Дубовий О.М., Карпеченко А.А., Бобров М.М. Вплив електричних імпульсів на струк-туру та твердість електродугових покриттів (Україна)

4.18. Евдокимов А.И., Кусков Ю.М. Оценка работы водо-воздушной форсунки в условияхэлектрошлаковой наплавки высокоуглеродистых материалов (Украина)

4.19. Коробов Ю.С., Филиппов М.А., Легчило В.В., Худорожкова Ю.В., Верхорубов В.С.Влияние метастабильного хромистого аустенита на свойства наплавленных и напыленныхматериалов (Россия)

4.20. Коробов Ю.С., Филиппов М.А., Невежин С.В., Ример Г.А. Жаростойкие покрытия изпорошковых проволок (Россия)

4.21. Костин А.М., Бутенко А.Ю. Разработка высокотемпературного износостойкого мате-риала для упрочнения бандажных полок рабочих лопаток ГТД (Украина)

4.22. Кузьменко О.Г., Лентюгов И.П. Разработка материалов для износостойкой наплавки сиспользованием шлифовальных отходов быстрорежущей стали (Украина)

4.23. Кузьмич-Янчук Е.К., Борисов Ю.С., Войнарович С.Г., Кислица А.Н., Туник А.Ю.Реактивное лазерно-плазменное нанесение покрытий на основе титана в среде активнойгазовой смеси Н2 + СН4 (Украина)

4.24. Ланкин Ю.Н., Рябцев И.А., Черняк Я.П., Соловьев В.Г., Семикин В.Ф., ОсечковП.П., Жданов В.А. Экспериментальные исследования электрических параметров режи-мов автоматической дуговой наплавки под флюсом, открытой дугой и в защитных газах(Украина)

4.25. Макаренко Н.А. Разработка шлаковой системы порошковой плющенки для плазма-МИГнаплавки алюминиевых сплавов (Украина)

4.26. Маркашова Л.И., Тюрин Ю.Н., Колисниченко О.В., Валевич М.Л., Богачёв Д.Г.Структурно-фазовое состояние рабочих поверхностей изделий из высокопрочного чугунаВЧ80 после импульсно-плазменной обработки (Украина)

4.27. Орлов Л.Н., Голякевич А.А. Восстановительная наплавка деталей металлургическогооборудования порошковыми проволоками в ООО «ТМ.ВЕЛТЕК» (Украина)

4.28. Паустовский А.В., Ткаченко Ю.Г., Алфинцева Р.А., Кириленко С.Н., Юрченко Д.З.Разработка электродных материалов для электроискрового упрочнения и восстановленияизношенных поверхностей (Украина)

4.29. Перемітько В.В. Збільшення робочого ресурсу деталей ходової частини дорожніх машин(Україна)

4.30. Переплетчиков Е.Ф. Опыт применения плазменно-порошковой наплавки в арматуро- идвигателестроении (Украина)

4.31. Плис С.Г. Влияние режима наплавки и диаметра порошковой проволоки на характерис-тики ее плавления (Украина)

4.32. Пресняков В.А. Усовершенствование способа электроконтактной наплавки порошковойпроволокой и лентой (Украина)


37

4.33. Прилуцкий В.П., Шваб С.Л., Радкевич И.А., Ахонин С.В., Антонюк С.Л. Восстанов-ление свойств изношенной поверхности элементов самолетов из титанового сплава ВТ22аргонодуговой наплавкой (Украина)

4.34. Радченко В.Г., Радченко М.В., Шевцов Ю.О., Радченко Т.Б. Разработка технологиисверхзвуковой газопорошковой наплавки для решения проблем износа деталей машин имеханизмов (Россия)

4.35. Сенченков И.К., Рябцев И.А., Червинко О.П., Рябцев И.И., Бабинец А.А. Расчетно-экспериментальный метод оценки долговечности наплавленных деталей, эксплуатирую-щихся в условиях циклических термических и механических нагрузок (Украина)

4.36. Суховая Е.В. Композиционные материалы для наплавки печным способом (Украина)

4.37. Шаблій О.М., Пулька Ч.В., Гаврилюк В.Я., Сенчишин В.С., Груша В.Я. Нові техно-логічні процеси індукційного наплавлення тонких фасонних дисків (Україна)

5. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ

5.1. Анахов С.В., Пыкин Ю.А., Матушкин А.В. Экологические принципы проектированияэлектроплазменного оборудования (Россия)

5.2. Ахонин С.В., Березос В.А., Корнийчук В.Д., Пикулин А.Н., Северин А.Ю. Электрон-но-лучевые технологии получения слитков сплавов на основе титана (Украина)

5.3. Аснис Е.А., Пискун Н.В., Статкевич И.И., Баранский П.И., Бабич В.М. Легированиеазотом кристаллов кремния в процессе их выращивания методом электронно-лучевойбестигельной зонной плавки (Украина)

5.4. Аснис Е.А., Пискун Н.В., Статкевич И.И., Баранский П.И., Бабич В.М. Электронно-лучевая бестигельная зонная плавка кремния с применением теплозащитного экрана(Украина)

5.5. Биктагиров Ф.К., Рейда Н.В., Шаповалов В.А., Ефимов В.М., Селютин А.А., ПадалкаВ.Г. Электрошлаковый обогрев и подпитки прибыли крупных слитков массой 200—400 т(Украина)

5.6. Биктагиров Ф.К., Шаповалов В.А., Гнатушенко А.В., Игнатов А.П. Электрошлаковаяплавка некомпактных отходов медных и алюминиевых сплавов (Украина)

5.7. Власов А.Ф. Интенсификация электрошлаковых процессов (Украина)

5.8. Пиптюк В.П., Крикент И.В., Самохвалов С.Е., Логозинский И.Н., Поляков В.А., Гре-ков С.В. Оценка величины и влияния электромагнитных сил на перемешивание ванныустановки ковш-печь переменного тока (Украина)

5.9. Полишко А.А., Саенко В.Я., Степанюк С.Н., Туник А.Ю., Клочков И.Н. Трансфор-мация неметаллических включений в процессе электрошлакового переплава и электро-шлакового наплавления жидким металлом высоколегированной стали AISI типа 316(10Х17Н14М2)

5.10. Протоковилов И.В., Петров Д.А., Назарчук А.Т., Бабич Л.М. Магнитоуправляемаяэлектрошлаковая плавка никелида титана (Украина)


38

5.11. Цветков Ю.В., Николаев А.В., Самохин А.В. Плазменные процессы в металлургии итехнологии неорганических материалов (Россия)

5.12. Шаповалов В.А., Шейко И.В., Никитенко Ю.А. Технология и оборудование для произ-водства сплавов с аморфной и микрокристаллической структурой (Украина)

5.13. Шаповалов В.А., Якуша В.В., Гниздыло А.Н. Супербольшие профилированные мо-нокристаллы вольфрама и молибдена (плазменно-индукционный метод) (Украина)

6. ПРОБЛЕМЫ СВАРКИ В МЕДИЦИНЕ. ЭКОЛОГИЯ, АТТЕСТАЦИЯ

И СТАНДАРТИЗАЦИЯ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

6.1. Бондаренко Ю.К., Логинова Ю.В., Артюх К.О. Проблемы повышения качества выпол-нения технических услуг при монтаже и диагностике в энергетике с целью обеспечениябезопасности сварных конструкций (Oбзор) (Украина)

6.2. Кудлай Е.Н., Якимов Д.Ю., Шкабой Н.А. Высокочастотная электросварочная техно-логия в гинекологическом отделении Центрального клинического госпиталя СБ Украины(Украина)

6.3. Ланкин Ю.Н., Байштрук Е.Н., Кункин Д.Д., Осечков П.П., Романова И.Ю., СемикинВ.Ф., Соловьев В.Г., Суший Л.Ф. Экспериментальное исследование процесса контакт-ной сварки биологических тканей как объекта автоматического регулирования (Украина)

6.4. Левченко О.Г., Левчук В.К., Гончарова О.М. Методи забезпечення електромагнітноїбезпеки операторів машин контактного точкового зварювання (Україна)

6.5. Левченко О.Г., Лук’яненко А.О. Нормалізація концентрації шкідливих речовин наробочих місцях ручного дугового зварювання (Україна)

6.6. Липодаев В.Н., Зельниченко А.Т. Журнал «Автоматическая сварка» на современномэтапе (Украина)

6.7. Лурин И.А., Вильчинский А.И., Мельниченко Л.М., Якимов Д.Ю., Охонько О.В. Опытприменения и перспективы ВЧ электросварки в отоларингологии Центрального госпиталявоенно-медицинского управления СБ Украины (Украина)

6.8. Лурін І.А., Охонько О.В., Макаров Г.Г., Тітомір І.А., Гладишенко О.І. Застосуванняметоду зварювання м’яких тканин при лапароскопічній апендектомії (Україна)

6.9. Лурин И.А., Якимов Д.Ю., Титомир И.А., Макаров Г.Г., Охонько О.В., ГладышенкоА.И. Опыт применения и перспективы развития элетросварочных технологий в хирургии(Украина)

6.10. Мазур А.А. Экономические проблемы сварки и родственных технологий (Украина)

6.11. Патон Б.Е., Калеко Д.М. Работы Института электросварки им. Е.О. Патона НАНУкраины по применению сплавов с эффектом памяти формы для имплантатов, протезови хирургического инструмента (Украина)

6.12. Проценко П.П. Система профессиональной подготовки квалифицированных сварщиковна основе компетентностного подхода (Украина)

6.13. Фурманов Ю.А., Савицкая И.М., Гейленко О.А., Терехов Г.В. Альтернативные методысварки живых тканей плазменно-аргоновым и термоструйным способами (Украина)


39

PROGRAM

OF THE CONFERENCE

November 25, 2013Plenary Session

Conference Hall, build. 4, 2nd floor10:00 – Opening of the Conference

1. Research and developments of the E.O. Paton Electric Welding Institute for the nowadays

power engineering. Prof. B.E. Paton (Ukraine)

2. Strategic trends of development of structural materials and technologies of their processing for

aerospace engineering objects. Prof. E.N. Kablov, O.G. Ospennikov, Dr. B.S. Lomberg (Russia)

3. Progress in non-conventional welding and related processes at Beijing Aeronautical Manufactu-

ring Technology Research Institute. Prof. Qiao Guan (China)

4. Welding or Adhesive Bonding – is this a question for the future? Prof. U. Reisgen, M. Schle-

ser (Germany)

5. Recent advances in the quantitative understanding of friction welding. Prof. T. Debroy (USA)

6. Innovation technologies in the field of structural steels and welding. Prof. I.V. Gorynin (Russia)

7. Trends in developments in gas-shielded arc welding equipment in Japan. Prof. T. Ueyama

(Japan)

8. Welding today and tomorrow. Prof. J. Pilarczyk, W. Zeman (Poland)

Break 14:00—15:00

9. Advanced informative automated systems of acoustic control of welding. Prof. N.P. Alyoshin

(Russia)

10. Fundamentals of technology of electric contact sintering of nanostructured metal-polymeric

coatings of tribotechnical purpose. Prof. Yu. Pleskachevsky, Prof. V.A. Kovtun (Belarus)

11. Non-invasive condition monitoring of storage tank. Prof. Tat-Hean Gan, Vixhaar Dimlaye,

Peter Mudge, Paul Jackson, Slim Soua (Great Britain)

12. Numerical simulation and experimental investigation of remelting process. Dr. A. Jardy (France)

13. Tends in welding in Austria. Prof. Ch. Sommitsch, N. Enzinger (Austria)

14. Ongoing activities and prospects related to welding technology at Laprosolda, Brazil. Prof. Lou

Vilarinho, Lau Vilarinho (Brazil)

15. Micro-welding of aluminium alloy by superposition of pulsed Nd:YAG laser and continuous

diode laser. Dr. Y. Okamoto, S. Nakashiba, T. Sakagawa, A. Okada (Japan)

16. Technology of hybrid laser welding for main pipelines. Prof. S. Keitel (Germany)

17. Mechanical behavior and future of sandwich structures. Prof. E. Gdoutos (Greece)

PROGRAM OF THE CONFERENCE

43

November 26, 2013Plenary Session

Conference Hall, build. 4, 2nd floor9:00

18. Plasma processes in metallurgy and technology of inorganic materials. Prof. Yu.V. Tsvetkov,

A.V. Nikolaev, A.V. Samokhin (Russia)

19. Gas-shielded arc welding of aluminium light weight structures. Prof. R. Winkler (Germany)

20. Application of explosion energy in welding, related processes and technologies. Prof. V.I. Lysak

(Russian)

21. Trends in joining technologies – value added by welding technology. Dr. K. Middeldorf

(Germany)

22. Challenging technologies of manufacture of highly-reliable structures of structural steels for

basic branches of industry. Prof. A. Dub (Russia)

23. Analysis and selection of welding technologies in construction of large-diameter main pipelines.

Dr. M. Beloev (Bulgaria), V.I. Khomenko, Prof. S.I. Kuchuk-Yatsenko (Russia, Ukraine)

24. Residual stress management in welding: measurement, fatigue analysis and improvement treat-

ments. Dr. Yu. Kudryavtsev, Prof. J. Kleiman (Canada)

25. Advances in pipeline welding technologies and weld joint properties. Prof. M. Kocak (Turkey)

26. Welding, cutting and heat treatment of live tissues. Prof. B.E. Paton, Prof. I.V. Krivtsun,

Dr. G.S. Marinsky, Dr. I.Yu. Khudetsky, Dr. Yu.N. Lankin, Dr. A.V. Chernets (Ukraine)

November 26, 2013Poster session

Reading Hall, build. 4, 2nd floor 14:00

1. TECHNOLOGY, MATERIALS AND EQUIPMENT FOR WELDING

AND RELATED TECHNOLOGIES

1.1. Bashenko V.V., Okhapkin K.A. Effect of main design-technological parameters of spot fric-tion welding on volumetric interaction proceeding (Russia)

1.2. Belous V.Yu., Akhonin S.V., Selin R.V., Antonyuk S.L. Welding of high-strength titaniumalloy T110 (Ukraine)

1.3. Bondarev S.V. Investigation of hydrophobic-hydrophilic properties of electrode coveringcomponents (Ukraine)

1.4. Brumm S., Buerkner G., Kusch M. Welding of unalloyed steels with GMAW process usingthick wire electodes (Germany)


44

1.5. Vladimirov A.V., Khabuzov V.A., Maksimov S.Yu., Lebedev V.A. Digital synthesis ofpulsed arc welding (Russia, Ukraine)

1.6. Gavrish P.A., Tulupov V.I. Improvement of preheating methods for copper to steel welding(Ukraine)

1.7. Gaivoronsky A.A., Demchenko Yu.V., Panfilov A.I. Technologies for welding repair ofdamaged members of metal structures of ore mining and processing equipment (Ukraine)

1.8. Golovko V.V., Pokhodnya I.K. Effect of morphology of non-metallic inclusions on formati-on of microstructure of the weld metal on high-strength low-alloy steels (Ukraine)

1.9. Goncharov I.A. Development of welding fluxes with predictable technological and metallur-gical properties on the basis of structural and physical-chemical investigations (Ukraine)

1.10. Goncharov S.N., Shalimov M.P. Selection of procedures for evaluation of weldability ofhigh-strength steels (Russia)

1.11. Grigorieva E.G., Chinakhov D.A. Possibility of using welding with double-jet gas shieldingfor repair of worn-out surfaces of parts (Russia)

1.12. Grinberg B.A., Ivanov M.A., Rybin V.V., Patselov A.M., Besshaposhnikov Yu.P. Explo-sion welding: processes and structures (Russia)

1.13. Grin A.G., Boiko I.A. Procedure for determination of composition of flux-cored wire (Uk-raine)

1.14. Grin A.G., Zolotopupova T.B. Gas-shielded arc welding of aluminised steel (Ukraine)

1.15. Demyanchenko A.A. Control of structure of zones of welded joints on alloyed steels by usingthe adaptive pulsed technologies of welding (Russia)

1.16. Elagin V.P., Gordan G.N. On the mechanism of decreasing chemical and structural hetero-geneity in the austenitic weld to low-carbon steel fusion zone (Ukraine)

1.17. Zainulin D.I., Lebedev V.A., Maksimov S.V., Pichak V.G. Unique system of equipmentfor automatic arc welding at large depths under the maximum limited conditions (Ukraine)

1.18. Zakharov L.S., Gavrik A.R. Development of the technology for welding of dissimilar jointson martensitic steel 10Kh9NMFB to austenitic chrome-nickel steels of the 08kh18n10t type(Ukraine)

1.19. Ilyushenko V.M., Anoshin V.A., Bondarenko A.N., Maidanchuk T.B., Skorina N.V. De-velopment of electrode materials for welding and cladding of multi-component bronzes (Uk-raine)

1.20. Ilyushenko V.M., Ganchuk A.V., Lysenko V.A., Petrichenko V.N., Stepchenko D.N.High-efficiency technology for welding of thick metal (Ukraine)

1.21. Kabysh S.V., Esaulenko G.B., Menzheres M.G. Peculiarities of formation of supermolecu-lar structure of the joining zone in ultrasonic and thermal welding of crystalline polymericsheets (Ukraine)

1.22. Kassov V.D., Kushchij A.M. Upgrading of the technology for surface preparation of metalstructures of a complex volume-surface shape for repair welding (Ukraine)


45

1.23. Kvasnitsky V.V., Kostin A.M., Labartkava A.V., Labartkava Al.V. Peculiarities of brazingof cermet pressure seals (Ukraine)

1.24. Kvasnitsky V.V., Markashova L.I., Kvasnitsky V.F., Koval N.N., Ivanov Yu.F., UglovV.V., Cherenda N.N., Levchenko I.L. Diffusion bonding of metals using radiation-beamtechnologies (Ukraine, Russia, Belarus)

1.25. Kvasnitsky V.V., Markashova L.I., Kvasnitsky V.F., Koval N.N., Ivanov Yu.F., UglovV.V., Cherenda N.N., Levchenko I.L. Brazing of metals using radiation-beam technologies(Ukraine, Russia, Belarus)

1.26. Korotynsky A.E. Investigation of self-adjustment processes in resonance arc welding (Ukra-ine)

1.27. Korotynsky A.E., Vertetskaya I.V., Shapka V.A. Application of differential taylor trans-form in problems of investigation of processes occurring in nonlinear oscillatory circuit (Uk-raine)

1.28. Korotynsky A.E., Drachenko N.P., Shapka V.A. Peculiarities of charging-discharging pro-cesses in super capacitors (Ukraine)

1.29. Kulik V.M., Demchenko E.L., Vasiliev D.V., Elagin V.P. New electrode materials forwelding and cladding of high-strength and dissimilar steels (Ukraine)

1.30. Labur T.M. Increase in strength and toughness of welded joints on aluminium alloys (Ukra-ine)

1.31. Lebedev V.A., Gedrovich A.I., Borodina K.V. Electric-arc fusion welding of metal of smallthickness (Ukraine)

1.32. Lebedev V.A., Gedrovich A.I., Sysoev V.N. Formation of welds in gas-shielded pulsed arcwelding of beams (Ukraine)

1.33. Lebedev V.A., Maksimov S.Yu., Lendel I.V. Mathematical model of temperature fields andoptimal parameters of deposited bead under controlled mechanical effects (Ukraine)

1.34. Lebedev V.A., Maksimov S.Yu., Yaros Yu.A. Power supply for mechanised metal arc wel-

ding of remote objects (Ukraine)

1.35. Lebedev V.A., Plyushch D.V. Technological reliability of mechanised welding equipment

(Ukraine)

1.36. Lebedev V.A., Sorokin M.S., Belov A.A. Upgrading of principles of control of electrode

metal transfer in arc welding with short circuits (Ukraine, Russia)

1.37. Lobanov L.M., Timoshenko O.M., Goncharov P.V. Technology and equipment for arc spot

welding in vertical position (Ukraine)

1.38. Matvienko M.V., Ermolaev G.V., Kvasnitsky V.V. Infuence of slipping of dissimilar mate-

rial surfaces being joined on the stress-strain state in vacuum diffusion welding with thermal

cycling (Ukraine)

1.39. Mayr P., Kusch M., Ebert L., Podlesak F. Influence of plasma transfer arc welding withpulsed process gas feeding on welding metallurgy of cobalt based hardfacing alloys (Germany)


46

1.40. Moravetsky S.I., Tsaryuk A.K., Skulsky V.Yu. Certification of technology of welding com-bined rotors from steels 25Kh2NMFA + 20Kh3MVFA (EI415) for steam turbines (Ukraine)

1.41. Nesterenko N.P., Galchun A.N., Kondratenko V.Yu., Skok A.G. On effectiveness of ap-plication of pneumatically driven machine for butt welding of up to 400 mm diameter pipesfrom crystal-amorphous polymers (Ukraine)

1.42. Nesterenko N.P., Dyachenko S.M., Senchenkov I.K. Technology and equipment for ultra-sonic welding of heat-resistant composite materials applied in automotive and aircraft const-ruction (Ukraine)

1.43. Nesterenko N.P., Korab N.G., Galchun A.N. Experimental-theoretical investigation of laserwelding of thin polyethylene films (Ukraine)

1.44. Nesterenko N.P., Mineev E.A. Features of welding pipes from unplasticized polyvinylchlo-ride (Ukraine)

1.45. Paton B.E., Saraev Yu.N., Lebedev V.A. Prospects for development and practical applica-tion of pulsed welding and surfacing technologies to improve operating reliability of criticalmetal structures (Ukraine, Russia)

1.46. Paton B.E., Yushchenko K.A., Lychko I.I., Suprun S.A., Kozulin S.M., Klimenko A.A.Investigation of the processes of formation of welded joint metal in electroslag welding withwire electrodes (Ukraine)

1.47. Pentegov I.V., Sidorets V.N., Rymar S.V., Zhernosekov A.M. Influence of modern arcpower sources on the mains (Ukraine)

1.48. Pismennii A.S., Pismennii A.A., Prokofjev A.S., Gubatyuk R.S. Investigation and deve-lopment of experimental technology and equipment for heat treatment of welds of railwayrails (Ukraine)

1.49. Pismennii A.S., Polukhin V.V., Polukhin Vl.V., Gubatyuk R.S. Experimental technologiesand equipment for seam welding and braze-welding of thin-walled pipes from high-strengthsteels by high-frequency currents (Ukraine)

1.50. Porokhonko V.B., Protokovilov I.V., Nazarchuk A.T., Petrov D.A., Babich L.M. Elec-troslag welding of titanium alloys with pulsed electromagnetic impact (Ukraine)

1.51. Pokhmurska H., Wielage B., Lampke T., Rupprecht Ch. Overview lecture about researchtrends for ts-processes (Germany)

1.52. Pokhodnya I.K., Ignatenko A.V., Paltsevich A.P., Sinyuk V.S. Hydrogen-induced coldcracks in welded joints of hsla steels (Ukraine)

1.53. Psakhtje S.G., Yushchenko K.A., Saraev Yu.N., Kakhovsky Yu.N., Bezborodov V.P.Establishing scientific fundamentals of development of multimodal welding consumables andpulsed technologies to produce permanent joints and fused coatings with multiscale structurefor items operating in extreme north and arctic regions (Russia, Ukraine)

1.54. Razmyshlayev A.D., Mironova M.V., Yarmonov S.V., Vydymysh P.A. Improvement ofeffectiveness of processes of arc welding and surfacing under the impact of controlling mag-netic fields (Ukraine)

1.55. Reznichenko M.K., Kalin M.K., Izotova K.O. New methods of cold welding of cast iron bylow-carbon materials (Ukraine)


47

1.56. Semyonov A.P., Krivtsun I.V., Demchenko V.F. Simulation of the processes of melting andfusion of electrode metal in consumable electrode welding (Ukraine)

1.57. Sineok A.G., Gerasimenko A.M., Ryabokon V.D., Ryabtsev K.V., Brichak V.V., TolstyS.N. Modern welding technologies at enlargement and mounting of the arch metal structuresof podol bridge in Kiev (Ukraine)

1.58. Sineok A.G., Gerasimenko A.M., Ryabokon V.D., Ryabtsev K.V., Gotsulyak A.A. Deve-lopment of technologies of welding weather-resistant rolled stock of strength classes 355—500MPa (Ukraine, Poland)

1.59. Skuba T.G., Kolyada V.A., Dolinenko V.V., Shapovalov E.V. Development of simulation

model of robotic multipass MIG/MAG welding for experimental investigations of the influ-

ence of schematics and modes of making the welds on stress-strain states (Ukraine)

1.60. Ternovoj E.G., Shulym V.F., Lankin Yu.N. Repair of fragments of the case of internatonalspace station with application of electron beam welding (Ukraine)

1.61. Ustinov A.I., Melnichenko T.V., Falchenko Yu.V., Petrushinets L.V. Electron beam met-

hods to produce nanostructured foils and their application in welding of difficult-to-weld

materials (Ukraine)

1.62. Ustinov A.I., Telichko V.A., Demchenkov S.A., Bruckmueller C., Hancic A. EB PVD

technology of producing functional quasicrystalline coatings and their properties (Ukraine,

Austria, Slovenia)

1.63. Kharchenko G.K., Rudenko M.N., Novomlinets O.O., Khomenko M.O. Generation of

electric potential on the surface of metal samples at self-propagating high-temperature synt-

hesis in nanolayered foils (Ukraine)

1.64. Khorunov V.F., Maximova S.V. Vacuum brazing of multilayer thin-walled structures (Uk-

raine)

1.65. Khorunov V.F., Maximova S.V., Myasoed V.V., Voronov V.V. Formation of brazed joints

based on Ni3Al (Ukraine)

1.66. Tsaryuk A.K., Ivanenko V.D., Dunaevskaya N.I. Repair technology for extension of service

life of boilers of operating HPP power units (Ukraine)

1.67. Tsaryuk A.K., Kasatkin O.G., Skulsky V.Yu., Moravetsky S.I., Gavrik A.R. Technology

of welding from one side clad pipelines of primary coolant circuit of NPP power units (Uk-

raine)

1.68. Chinakhov D.A. Investigation of the influence of shielding gas jet on heat distribution in the

consumable electrode welding zone (Russia)

1.69. Chinakhov D.A., Zuev A.V. Consumable electrode welding with double-jet gas shielding(Russia)

1.70. Shapka V.A. Selection of the structure of driving genreator for operation of HFMP actuator

(Ukraine)

1.71. Shelyagin V.D., Khaskin V.Yu., Lukashenko A.G. Laser welding of expansion bellows

(Ukraine)


48

1.72. Sholokhov M.A., Fiveiskii A.M., Buzorina D.S. Investigation of the influence of technologicalparameters on formation of near-wall bead in gas-shielded multipass welding (Russia)

1.73. Sholokhov M.A., Fiveiskii A.M., Melnikov A.Yu. Twin-arc welding and its practical impl-mentation (Russia)

1.74. Yushchenko K.A., Gakh I.S., Zadery B.A., Zvyaginsteva A.V., Karasevskaya O.P. Metal-lurgical and technological issues of welding and repair of single-crystal blades from high-strength nickel alloys (Ukraine)

1.75. Yushchenko K.A., Kushnareva T.N., Mazurak V.E. Results of investigation of producinghigh-temperature nickel alloy joints by reaction-diffusion process (Ukraine)

1.76. Turyk E., Czwornog B., Zydzik-Bialek A. Welding works in repair of the «Arbeit machtfrei» inscription elements of the entrance gate to the former german nazi concentration andextermination camp Auschwitz I

2. STRENGTH OF WELDED JOINTS AND STRUCTURES, THEORETICAL

AND EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF STRESS-STRAIN STATES

AND THEIR CONTROL

2.1. Balytsky O.I., Novatsky Ye., Kostyuk I.F., Vus O.B., Skolozdra O.S. Performance of high-nitrogen steels and their welded joints after long service in hydrogen (Poland, Ukraine)

2.2. Boyko I.A., Grin A.G., Lysak V.K. Methods of determination of hot hardness of metal(Ukraine)

2.3. Galtsov I.A., Kalenskaya A.V., Tkachenko S.A., Tkachenko A.N. Control of residual wel-ding stresses during welding of clad steel 09G2S + 08Kh18N10T (Ukraine)

2.4. Gachkevich O.R., Astashkin V.I., Kozakevich T.V., Ravska-Skotnichni A. Phase compo-sition and residual stresses in thin steel plates during preheating using moving heat sources(Ukraine, Poland)

2.5. Denisov L.S. Investigation of formation of defectiveness of welded joints (Belarus)

2.6. Dzyubik A., Palash V. Residual strength of main pipelines of high-strength steels (Ukraine)

2.7. Dmitrik V.V., BartashS.N. Towards the mechanism of ageing of welded joints of steampipelines (Ukraine)

2.8. Dmitrik V.V., Sirenko T.A. Mechanism of degradation of metal of welded joints of steampipelines (Ukraine)

2.9. Dub A.V., Durynin V.A., Razygraev A.N., Razygraev N.P., Lobanov L.M., MakhnenkoO.V. Ultrasonic testing, damageability and serviceablity of elements of collector welding tosteam generator at NPP with WWER-1000 (Russia, Ukraine)

2.10. Zankovets P.V., Sheleg V.K. Influence of dominating factors on formation of welded jointsunder the conditions of single and small-series welding manufacturing (Belarus)

2.11. Kvasnitsky V.V., Kolesar I.A., Kvasnitsky V.F., Ermolaev G.V., Labartkava A.V. Inves-tigation of influence of rigidity and strength of interlayer on stress-strain state at loading ofwelded and brazed components by axial load (Ukraine)

2.12. Kleiman J., Kudryavtsev Yu. Application of ultrasonic peening in industry (Canada)

2.13. Klochkov I.N., Berezin I.V., Berezin O.V. Increase of life of welded joints of thin-sheetaluminium alloys using high-frequency mechanical peening (Ukraine)


49

2.14. Knysh V.V., Solovey S.A., Kuzmenko A.Z. Increase of cyclic life of welded joints of in-ser-vice metal structures using high-frequency mechanical peening (Ukraine)

2.15. Kolomiytsev E.V. Improvement of service life of changeable equipment and welded structu-res of open-hearth shop (Ukraine)

2.16. Kolomiytsev E.V. Fatigue and corrosion-fatigue strength and life of welded joints of steel12Kh18N10T (Ukraine)

2.17. Kolomiytsev E.V., Serenko A.N. Increase of life and fatigue strength of welded structuresby surface plastic treatment (Ukraine)

2.18. Kolot O.V., Tkachenko S.O., Tkachenko O.M. Vibro-treatment as a reserve of qualityimprovement of metal structures (Ukraine)

2.19. Kuzmenko D.Yu., Prosnitsky V.G., Makhnenko O.V., Demchenko Yu.V. All-welded whe-els of agglomeration blowers N7500, N6500 (Ukraine)

2.20. Kushnir R.M., Drobenko B.D. Assessment of stressed state and service life of elements ofpower units of 200 MW (Ukraine)

2.21. Lobanov L.M., Pivtorak V.A., Savitsky V.V., Tkachuk G.I., Lysak V.V. Determination ofresidual stresses in welded T-joints of titanium alloy VT-20 applying method of electronspeckle-interferometry (Ukraine)

2.22. Markashova L.I., Kushnareva O.S. Investigation of correlation of structure with mechanicalproperties of welded joints of aluminium-lithium alloy (Ukraine)

2.23. Markashova L.I., Poznyakov V.D., Berdnikova E.N., Alekseenko T.A., Maksimenko A.A.Welded joints of high-strength steels under in-service conditions (Ukraine)

2.24. Markashova L.I., Shelyagin V.D., Khaskin V.Yu., Kushnareva O.S., Bernatsky A.V.Structure and mechanical properties of structural steel surface layers forming under conditi-ons of laser and laser-plasma alloying (Ukraine)

2.25. Makhnenko V.I. , Velikoivanenko E.A., Rozynka G.F., Pivtorak N.I. Mathematical modelsof tough fracture of welded structures based on mechanism of pores formation (Ukraine)

2.26. Makhnenko O.V., Mirzov I.V. Investigation of stress-strain state of inner-body devices onthe example of baffle plate of reactor WWER-1000 (Ukraine)

2.27. Medvedev S.V., Klimov K.A. Prediction supercomputer modeling of processes of fracture ofcritical welded structures (Belarus)

2.28. Medvedev S.V., Chizh O.P. Constructive-technological designing of welded structure withapplication of supercomputer facilities of national grid-network (Belarus)

2.29. Milenin A.S. Methodological bases of planning of repair of main pipelines without serviceinterruption (Ukraine)

2.30. Mutas V.V., Netrebsky M.A., Rabkina M.D. Method of assessment of stress-strain state ofcylindrical structures, operating under internal pressure, with local surface defects (Ukraine)

2.31. Nazarchuk Z.T., Skalsky V.P. Methodological bases of identification of mechanisms of frac-ture of aluminium alloy welded joints by acoustic emission parameters (Ukraine)


50

2.32. Nazarchuk Z.T., Skalsky V.P., Stankevich O.M., Lyasota I.M. Identification of mecha-nisms of fractures of welded joints of alloy 1201-T by parameters of acoustic emission signals(Ukraine)

2.33. Nekhotyashchiy V.A., Palienko A.L., Perepichaj A.A., Rabkina M.D. Prediction of safeservice of pressure vessels with account for magnetic inhomogeneity of metal (Ukraine)

2.34. Nikiforchin G.M., Tsirulnik O.T., Zvirko O.I., Gredil M.I., Voloshin V.A. Peculiarities ofcorrosion-hydrogen degradation of properties of welded joints of main gas pipelines (Ukraine)

2.35. Panteleenko F.I., Snarsky A.S. Ageing of welded critical structures and search for methodof nondestructive assessment of metal resistance to impact action (Ukraine)

2.36. Panfilov A.I. Application of bimetal sheets SWIP for protection of technological equipment(Ukraine)

2.37. Podgurskiy M.I., Tatarin B.P., Podgurskiy I.M. Modeling of initiation and propagation offatigue surface cracks in welded joints (Ukraine)

2.38. Poznyakov V.D., Zhdanov S.L., Maksimenko A.A. New structural steels for welded buil-ding metal structures (Ukraine)

2.39. Radchenko M.V., Mandrov B.I. Improvement of service life of containers by application ofwelded shells of polymeric materials (Russia)

2.40. Royanov V.A., Korostashevsky P.V. Investigation of formula of end edge bending of sheetpanels by accounting for empiric coefficient of stickout length and sheet thickness (Ukraine)

2.41. Sviridov A.V., Grin A.G. Investigation of mechanical properties of welded joints on copperbase (Ukraine)

2.42. Khoma M.S. Corrosion-mechanical fracture of pipe steels with welded joints in hydrogensulphide environments (Ukraine)

2.43. Yushchenko K.A., Kushnareva T.N., Mazurak V.A. Results of investigations of producingjoints of heat-resistant nickel alloys by reaction-diffusion method (Ukraine)

2.44. Yushchenko K.A., Savchenko V.S., Zvyagintseva A.V., Chervyakov N.O., Tkach V.N.Assessment of crystallographic anisotropy of elastic properties of weld metal of nickel alloysby using nanoindentation (Ukraine)

3. NONDESTRUCTIVE TESTING AND TECHNICAL DIAGNOSTICS

3.1. Davydov E.A., Shekero A.L., Yukhimets P.S., Mikhovski M., Alexsiev A., Mirchev G.Application of current ultrasonic testing technology LRUT for detection of corrosion damagesof metal of main pipelines (Ukraine, Bulgaria)

3.2. Karmanov M.N., Shalaev V.A. Modular systems of digital radiation testing (Ukraine)

3.3. Lobanov L.M., Pivtorak V.A., Kiyanets I.V., Savitskiy V.V., Savitska O.M. Non-destruc-tive determination of diameters of nuggets of spot welded joints by electron shearographymethod using mechanical and thermal loading (Ukraine)

3.4. Lobanov L.M., Pivtorak V.A., Nekhotyashchiy V.A., Krotenko P.D., Shiyan K.V. Predictionof failure pressure of pipes with corrosion defects using laser interferometry (Ukraine)


51

3.5. Lobanov L.M., Pivtorak V.A., Savitskaya E.M., Kiyanets I.V. Quality control of weldedtitanium panels from VT-20 alloy using electron shearography method (Ukraine)

3.6. Nedoseka A.Ya., Nedoseka S.A., Yaremenko M.A., Ovsienko M.A., Kharchenko L.F.Acoustic-emission diagnostics of equipment of enterprises of power complex (Ukraine)

3.7. Posypayko Yu.N. Developments of the E.O. Paton Electric Welding Institute in area ofcontrol of leak-proofness of welded joints (Ukraine)

3.8. Sorokin M.S., Belov A.A., Lebedev V.A. System for automation and control of weldingproduction (Russia, Ukraine)

3.9. Troitskiy V.A., Belyi N.G., Bukhenskiy V.N., Mikhaylov S.R. Fast digital X-ray-televisionsystem based on X-ray screens and CCD-cameras (Ukraine)

3.10. Troitskiy V.A., Karmanov M.N., Gorbik V.M. Diagnostic ultrasonic complexes «Universal-1P» and «Universal-2P» (Ukraine)

3.11. Troitskiy V.A., Posypayko Yu.N. Complex non-destructive testing of large volume weldedreservoirs (Ukraine)

3.12. Troitskiy V.A., Posypayko Yu.N., Agalidi Yu.S., Leviy S.V. Magnetooptical flaw detecti-on of near-surface layers of ferromagnetic parts (Ukraine)

3.13. Uchanin V.M. Eddy-current testing of welded joints (Ukraine)

3.14. Shapovalov E.V., Kolyada V.A. Development of upduting diagnostic equipment for mobileand removable means of automated testing of geometry of railway track (Ukraine)

3.15. Shapovalov E.V., Galagan R.M., Klishchar F.S., Zapara V.I. Experience of developmentof acoustic-emission system for testing of resistance spot welding (Ukraine)

3.16. Shchupak S.A., Troitskaya N.V., Posypayko Yu.N., Shekero A.L. New standards in areaof non-destructive testing of welded joints (Ukraine)

4. SURFACE ENGINEERING

4.1. Bezborodov V.P. Main regularities of structure formation and properties of transition zoneof compositions with coatings after high-temperature effect (Russia)

4.2. Berezhnaya E.V. Improvement of technology of electric contact hard-facing (Ukraine)

4.3. Borisov Yu.S., Astakhov E.A., Ipatova Z.G., Yantsevich K.V., Kildiy A.I. Improvementof corrosion resistance of detonation coating of Fe—Cr—SiC composite powders, produced bymechanical-chemical synthesis (Ukraine)

4.4. Borisov Yu.S., Voynarovich S.G., Kislitsa A.N., Kuzmich-Yanchuk E.K. Microplasmaspraying of biocompatible titanium coatings (Ukraine)

4.5. Borisov Yu.S., Demyanov I.A., Vigilyanskaya N.V. Electric arc spraying of coatings witha pseudoalloy structure (Ukraine)

4.6. Borisov Yu.S., Kuznetsov M.V., Volos A.V., Zadoya V.G., Strelchuk V.V., Kladko V.P.,Gorban V.F. Magnetron sputtering of super-hard nanocomposite nc-TiC/a-c coatings (Uk-raine)

4.7. Borisov Yu.S., Kuznetsov M.V., Volos A.V., Zadoya V.G., Strelchuk V.V., Kladko V.P.,Gorban V.F. Magnetron sputtering of nanocomposite CNx coating (Ukraine)


52

4.8. Borisov Yu.S., Murashov A.P., Grishchenko A.P. Development and investigation of effec-tiveness of system of shielding the plasma jet with sprayed material from interaction withenvironment (Ukraine)

4.9. Borisov Yu.S., Murashov A.P., Grishchenko A.P., Vigilyanskaya N.V. Investigation ofheat-protective properties of gradient coatings (Ukraine)

4.10. Borisov Yu.S., Rupchev V.L., Burlachenko A.N., Borisova A.L., Adeeva L.I., TunikA.Yu. Composite powders Fe—Cr—SiC for thermal spraying, produced by MChS. Structureand properties (Ukraine)

4.11. Borisova A.L., Burlachenko A.N., Grishchenko A.P., Ipatova Z.G., Tsymbalistaya T.V.,Yantsevich K.V. Heat-protective and corrosion properties of plasma coatings of complexly-alloyed alloy on AlCu—Fe base, containing a quasi-crystalline phase (Ukraine)

4.12. Bykovsky O.G., Lapteva A.N. Thermal state and fraction composition of particles in plasmaspraying with current-carrying wire (Ukraine)

4.13. Voinarovich S.G., Kuzmich-Yanchuk E.K., Kislitsa A.N., Kalyuzhnyi S.N., MasyuchokO.P., Glukhovsky V.Yu. Microplasma resistive coatings, produced of titanium dioxide pow-der for application in electric heaters (Ukraine)

4.14. Volkov D.A., Koshevoy A.D. Effect of roughness of part surface on adhesion strength inelectric contact surfacing (Ukraine)

4.15. Gaivoronsky A.A., Klapatyuk A.V., Shishkevich A.S., Gritsaj V.Ya. Technology of surfa-cing restoration of wheel tires of high-speed passenger transport (Ukraine)

4.16. Dragan S.V., Goloborodko Zh.G., Simutenkov I.V. Automatic submerged arc surfacingwith transverse high-frequency oscillations of electrode (Ukraine)

4.17. Dubovoy O.M., Karpechenko A.A., Bobrov M.M. Effect of electric pulses on structure andhardness of electric arc coatings (Ukraine)

4.18. Evdokimov A.I., Kuskov Yu.M. Assessment of operation of water-air injector under condi-tions of electroslag surfacing of high-carbon materials (Ukraine)

4.19. Korobov Yu.S., Filippov M.A., Legchilo V.V., Khudorozhkova Yu.V., Verkhorubov V.S.Influence of metastable chromium austenite on the properties of materials deposited by sur-facing and spraying (Russia)

4.20. Korobov Yu.S., Filippov M.A., Nevezhin S.V., Rimer G.A. High-temperature coatingsfrom flux-cored wires (Russia)

4.21. Kostin A.M., Butenko A.Yu. Development of high-temperature wear-resistant material forstrengthening of band flanges of gte blades (Ukraine)

4.22. Kuzmenko O.G., Lentyugov I.P. Development of materials for wear-resistant surfacingusing grinding wastes of high-speed steel (Ukraine)

4.23. Kuzmich-Yanchuk E.K., Borisov Yu.S., Voynarovich S.G., Kislitsa A.N., Tunik A.Yu.Reactive laser-plasma spraying of coatings on titanium base in the medium of active gasmixture H2 + CH4 (Ukraine)


53

4.24. Lankin Yu.N., Ryabtsev I.A., Chernyak Ya.P., Solovjev V.G., Semikin V.F., OsechkovP.P., Zhdanov V.A. Experimental investigations of electric condition parameters of automat-ic submerged arc, open arc and shielded-gas surfacing (Ukraine)

4.25. Makarenko N.A. Development of slag system of flux-cored flattened wire for plasma-MIGsurfacing of aluminium alloys (Ukraine)

4.26. Markashova L.I., Tyurin Yu.N., Kolisnichenko O.V., Valevich M.L., Bogachev D.G.Structural-phase state of working surfaces of parts from high-strength cast iron after pulse-plasma treatment (Ukraine)

4.27. Orlov L.N., Golyakevich A.A. Restoration surfacing of metallurgical equipment componentswith flux-cored wires in «TM.VELTEK Ltd.» (Ukraine)

4.28. Paustovsky A.V., Tkachenko Yu.G., Alfintseva R.A., Kirilenko S.N., Yurchenko D.Z.Development of electrode materials for electric spark strengthening and restoration of worn-out surfaces (Ukraine)

4.29. Peremitko V.V. Improvement of service life of running gear parts of road machines (Ukraine)

4.30. Pereplyotchikov E.F. Experience of application of plasma-powder surfacing in valves andengine manufacture (Ukraine)

4.31. Plis S.G. Effect of surfacing conditions and diameter of flux-cored wire on characteristics ofits melting (Ukraine)

4.32. Presnyakov V.A. Improvement of method of electric contact surfacing by flux-cored wire andstrip (Ukraine)

4.33. Prilutsky V.P., Shvab S.L., Radkevich I.A., Akhonin S.V., Antonyuk S.L. Restoration ofproperties of worn-out surface of airplane elements of titanium alloy VT22 by using theargon-arc surfacing (Ukraine)

4.34. Radchenko V.G., Radchenko M.V., Shevtsov Yu.O., Radchenko T.B. Development oftechnology of supersonic gas-powder surfacing for solution of problem of wear of parts ofmachines and mechanisms (Russia)

4.35. Senchenkov I.K., Ryabtsev I.A., Chervinko O.P., Ryabtsev I.I., Babinets A.A. Calcula-ted-experimental method of assessment of life of surfaced parts operating under conditions ofcyclic thermal and mechanical loads (Ukraine)

4.36. Sukhovaya E.V. Composite materials for furnace method of surfacing (Ukraine)

4.37. Shabliy O.M., Pulka Ch.V., Gavrilyuk V.Ya., Senchishin V.S., Grusha V.Ya. New tech-nological processes of induction surfacing of thin shaped discs (Ukraine)

5. SPECIAL ELECTROMETALLURGY

5.1. Anakhov S.V., Pykin Yu.A., Matushkin A.V. Environmental principles of designing ofelectroplasma equipment (Russia)

5.2. Akhonin S.V., Berezos V.A., Korniychuk V.D., Pikulin A.N., Severin A.Yu. Electron-beam technologies of obtaining of ingots of titanium-based alloys (Ukraine)


54

5.3. Asnis E.A., Piskun N.V., Statkevich I.I., Baranskii P.I., Babich V.M. Nitrogen alloyingof silicon crystals in process of their growing by electron beam crucibleless zone meltingmethod (Ukraine)

5.4. Asnis E.A., Piskun N.V., Statkevich I.I., Baranskii P.I., Babich V.M. Electron beamcrucibleless zone melting of silicon using heat shield (Ukraine)

5.5. Biktagirov F.K., Reyda N.V., Shapovalov V.A., Efimov V.M., Selyutin A.A., PadalkaV.G. Electroslag heating and hot topping of discard of large ingots of 200—400 t mass (Uk-raine)

5.6. Biktagirov F.K., Shapovalov V.A., Gnatushenko A.V., Ignatov I.P. Electroslag melting ofnoncompact waste of copper and aluminum alloys (Ukraine)

5.7. Vlasov A.F. Intensification of electroslag processes (Ukraine)

5.8. Piptyuk V.P., Krikent I.V., Samokhvalov S.E., Logozinskiy I.N., Polyakov V.A., GrekovS.V. Estimation of value and effect of electromagnetic forces on pool stirring of ladle furnaceunit of alternating current (Ukraine)

5.9. Polishko A.A., Saenko V.Ya., Stepanyuk S.N., Tunik A.Yu., Klochkov I.N. Transformati-on of non-metallic inclusions in the process of electroslag remelting and electroslag surfacingwith liquid metal of high-alloy steel of AISI of type 316 (10Kh17N14M2) (Ukraine)

5.10. Protokovilov I.V., Petrov D.A., Nazarchuk A.T., Babich L.M. Magnetically controlledelectroslag melting of titanium nickelide (Ukraine)

5.11. Tsvetkov Yu.V., Nikolaev A.V., Samokhin A.V. Plasma processes in metallurgy and tech-nology of inorganic materials (Russia)

5.12. Shapovalov V.A., Sheyko I.V., Nikitenko Yu.A. Technology and equipment for manufactu-re of alloys with liquid-like and microcrystalline structure (Ukraine)

5.13. Shapovalov V.A., Yakusha V.V., Gnizdylo A.N. Super large profiled single-crystals of tun-gsten and molybdenum (plasma-induction method) (Ukraine)

6. PROBLEMS OF WELDING IN MEDICINE. ECOLOGY, CERTIFICATION

AND STANDARDIZATION OF WELDING MANUFACTURING

6.1. Bondarenko Yu.K., Loginova Yu.V., Artyukh K.O. Problems of increase of quality of tec-hnical services during assembly and diagnostics in power engineering with the purpose ofproviding of safety of welded structure (Review) (Ukraine)

6.2. Kudlaj E.N., Yakimov D.Yu., Shkaboj N.A. High-frequency electric welding technology ingynecological ward of central clinical hospital of SS of Ukraine (Ukraine)

6.3. Lankin Yu.N., Bajshtruk E.N., Kunkin D.D., Osechkov P., Romanova I.Yu., SemikinV.F., Solovjev V.G., Sushy L.F. Experimental study of the process of resistance welding ofbiological tissues as an object of automatic regulation (Ukraine)

6.4. Levchenko O.G., Levchuk V.K., Goncharova O.M. Methods of providing of electromagne-tic safety for operators of resistance spot welding machines (Ukraine)

6.5. Levchenko O.G., Lukyanenko A.O. Normalization of concentration of hazardous substanceson working stations for manual arc welding (Ukraine)


55

6.6. Lipodaev V.N., Zelnichenko A.T. Journal «Avtomaticheskaya Svarka» (Automatic Wel-ding) at current stage (Ukraine)

6.7. Lurin I.A., Vilchinsky A.I., Melnichenko L.M., Yakimov D.Yu., Okhonko O.V. Our ex-perience of application and prospects of HF electric welding in otolaryngology under theconditions of Central Hospital of Military Medical Administration of Security Service ofUkraine (Ukraine)

6.8. Lurin I.A., Okhonko O.V., Makarov G.G., Titomir I.A., Gladishenko O.I. Application ofthe method of live tissue welding in laparoscopic apendectomy (Ukraine)

6.9. Lurin I.A., Yakimov D.Yu., Titomir I.A., Makarov G.G., Okhonko O.V., GladyshenkoA.I. Experience of application and prospects for development of electric welding technologiesin surgery (Ukraine)

6.10. Mazur A.A. Economic problems of welding and related technologies (Ukraine)

6.11. Paton B.E., Kaleko D.E. R&D of the E.O. Paton Electric Welding Institute of the NAS ofUkraine on application of shape memory alloys for implants and surgical tools (Ukraine)

6.12. Protsenko P.P. System for professional training of qualified welders based on competenceapproach (Ukraine)

6.13. Furmanov Yu.A., Savitskaya I.M., Gejlenko O.A., Terekhov G.V. Alternative methods ofwelding live tissues by plasma-argon and thermojet processes (Ukraine)


56

ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ

И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ

И РОДСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

TECHNOLOGY, MATERIALS

AND EQUIPMENT FOR WELDING

AND RELATED TECHNOLOGIES

ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХ-НОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ТОЧЕЧ-НОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ НА ПРОТЕКАНИЕОБЪЕМНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ. В.В. Башенко,К.А. Охапкин (Санкт-Петербургский гос. политехн. ун-т, Санкт-Петербург, Россия). Точечная сварка трениемпластичных металлов протекает без расплавления (в твер-дой фазе). Процесс реализуется в два этапа. На первомэтапе инструмент, вращаясь, погружается в металл верх-ней заготовки. На втором происходит приложение на-грузки опорного бурта к верхней заготовке.На основании анализа литературных данных можно за-ключить, что механизм образования соединения при то-чечной сварке трением можно рассматривать с позициитрехстадийности (образование физического контакта, ак-тивация и схватывание контактных поверхностей и объем-ное взаимодействие).Цель настоящей работы – выявить влияние основныхконструктивно-технологических параметров на проте-кание стадии объемного взаимодействия.Для исследования стадии объемного взаимодействия за-готовок были выбраны три основных параметра режима,которые оказывают наибольшее влияние на формированиесвойств соединения на этапе приложения нагрузки: тем-пература процесса (от 340 до 410 °С), сварочное усилие(усилие прижатия опорного бурта – от 1 до 3 кН) и времявыдержки (прижатого опорного бурта – от 5 до 30 с).В качестве материала для исследований был выбран де-формируемый алюминиевый сплав марки АД31, упрочня-емый термической обработкой.Усилие, передаваемое через опорный бурт инструмента,при сварке во всех случаях оказывает однозначное влия-ние. При увеличении усилия прочность точки возрастает.Время выдержки неоднозначно влияет на прочность свар-ной точки. Так, при начальной температуре процесса340 °С увеличение времени выдержки приводит к роступрочности. При начальной температуре 410 °С, напротив,происходит снижение прочностных характеристик свар-ной точки.Начальная температура процесса также оказывает неод-нозначное влияние на прочность сварной точки. Тенден-ция, наблюдаемая при исследовании влияния времени вы-держки, однако, сохраняется. В случае начальной темпе-ратуры 410 °С значения прочностных характеристик па-дают с увеличением времени выдержки.Неоднозначность влияния температуры процесса и вре-мени выдержки на прочность сварной точки связана сизменениями структуры сплава АД31. Поэтому для выбо-ра параметров режима (обеспечивающих достаточнуюстабильность структуры и допустимое снижение свойствсоединения) проведено исследование влияния темпера-турно-временных условий нагрева и охлаждения при то-чечной сварке трением на структуру и свойства сплаваАД31. Показано, что температура нагрева заготовок длясохранения структурной стабильности сплава не должнапревышать 350 °С.Таким образом, для возможно полного протекания стадииобъемного взаимодействия необходимо при температуре350 °С обеспечить максимально возможное усилие прижа-тия опорного бурта в течение времени выдержки, обес-печивающем допустимое повреждение металла верхней за-готовки.

СВАРКА ВЫСОКОПРОЧНОГО ТИТАНОВОГОСПЛАВА Т110. В.Ю. Белоус1, С.В. Ахонин1, Р.В. Се-лин1, С.Л. Антонюк2 (1Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина; 2АНТК им. О.К.

EFFECT OF MAIN DESIGN-TECHNOLOGICAL PA-RAMETERS OF SPOT FRICTION WELDING ONVOLUMETRIC INTERACTION. V.V. Bashenko, K.A.Okhapkin (St.-Petersburg State Polytechnic University,St.-Petersburg, Russia). Spot friction welding of ductilematerials occurs without melting (in solid state). The processis implemented in two stages. At the fist stage the tool, whilerotating, is plunged into metal of the upper billet. At thesecond stage the load by the bearing shoulder is applied tothe upper billet. Analysis of literature data allows a conclusion that themechanism of formation of a joint in spot friction weldingcan be considered to be the three-stage one (formation ofphysical contact, activation and seizure of the contact sur-faces, and volumetric interaction).The purpose of this study was to reveal the effect of the maindesign-technological parameters on occurrence of the stageof volumetric interaction.Three main process parameters exerting the highest effecton formation of properties of the joint at the load applicationstage were selected to investigate the stage of volumetricinteraction: process temperature (340—410 °C), welding force(force of pressing of the bearing shoulder – from 1 to 3 kN),and time of holding (of the pressed bearing shoulder – from5 to 30 s).Wrought aluminium alloy of the AD31 grade strengthenedby heat treatment was chosen as the investigation material.The force transferred through the bearing shoulder of thetool exerts the unambiguous effect during welding in all thecases. Strength of the weld spot grows with increase in theforce.The time of holding has an ambiguous effect on strength ofthe weld spot. For example, increase in the time of holdingat an initial process temperature of 340 °C leads to growthof the strength value. And at an initial process temperatureof 410 °C, on the contrary, strength characteristics of theweld spot decrease.The initial process temperature also exerts the ambiguouseffect on strength of the weld spot. However, the trendobserved in investigation of the effect of the time of holdingdoes persist. In the case of an initial temperature of 410 °Cthe values of the strength characteristics fall with increasein the time of holding.Ambiguity of the effect of the process temperature and hold-ing time on strength of the weld spot is related to changesin structure of alloy AD31. Therefore, investigations of theeffect of the temperature-time parameters of heating andcooling in spot friction welding on structure and propertiesof alloy AD31 were carried out to choose the process condi-tions providing the sufficient stability of structure and per-missible decrease in properties of the joint. It was shownthat the temperature of heating of the billets should notexceed 350 °C in order to preserve structural stability of thealloy.Therefore, for the most complete occurrence of the stage ofvolumetric interaction at a temperature of 350 °C it is nec-essary to provide the maximum possible force of pressing ofthe bearing shoulder during the holding time to ensure thepermissible damage of metal of the upper billet.

WELDING OF HIGH-STRENGTH TITANIUM ALLOYT110. V.Yu. Belous1, S.V. Akhonin1, R.V. Selin1, S.L.Antonyuk2 (1The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine; 2O.K. Antonov Aeronautical Scien-

ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ TECHNOLOGIES, MATERIALS AND EQUIPMENTДЛЯ СВАРКИ И РОДСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ FOR WELDING AND RELATED TECHNOLOGIES

59

Антонова, Киев, Украина). В ИЭС им. Е.О. Патона НАНУкраины совместно с АНТК им. О.К. Антонова разрабо-тан новый высокопрочный титановый сплав Т110 системыTi—5,5Al—1,2Mo—1,2V—4Nb—2Fe—0,5Zr. Разработанныйсплав по своим служебным характеристиками не уступаетсплавам ВТ22 и ВТ23. Изучены свойства сварных сое-динений толщиной 7 мм, выполненных электронно-луче-вой сваркой (ЭЛС), аргонодуговой сваркой (АДС) сосквозным проплавлением, АДС по слою флюса, АДС вразделку кромок с подачей присадочной проволоки СП15,а также сварные соединения толщиной 13 мм, выполнен-ные лазерной и лазерно-дуговой сваркой без подачи приса-дочной проволоки. Показано, что сплав Т110 имеет хоро-шую свариваемость. Соединения, выполненные ЭЛС, неуступают по прочности основному металлу. Прочностьсоединений после АДС составляет не меньше 90—95 %прочности основного металла. Возможно применение тер-мической обработки для повышения уровня механическихсвойств сварных соединений сплава Т110. Наибольшуюпластичность сварных соединений сплава Т110 обеспечи-вает АДС в разделку кромок с подачей менее легированнойприсадочной проволоки СП15. Лазерно-дуговая сваркаобеспечивает большую проплавляющую способность сра-внительно с одной лишь лазерной сваркой и позволяетполучать сварные соединения высокопрочного титановогосплава Т110 с более широким комплексом механическиххарактеристик и меньшими внутренними напряжениямипо сравнению с лазерно-дуговой сваркой. Отмечено, чтов зоне термического влияния (ЗТВ) сварных соединений,выполненных одной лишь лазерной сваркой на скоростяхсварки 20—24 м/ч, отсутствует участок крупного зерна,что приводит к снижению ударной вязкости металла вЗТВ. АДС по слою флюса обеспечивает наибольшие зна-чения ударной вязкости металла шва и ЗТВ сварныхсоединений сплава Т110 без применения присадочногоматериала.

ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОФОБНО-ГІДРОФІЛЬНИХВЛАСТИВОСТЕЙ КОМПОНЕНТІВ ЕЛЕКТРОДНИХПОКРИТТІВ. С.В. Бондарев (Донбаська держ. машино-буд. акад., Краматорськ, Україна). Волога в електрод-них покриттях є основним джерелом водню в металі швапри ручному дуговому зварюванні. При зварюванні елек-тродами зі зволоженим покриттям в атмосфері дугиз’являються пари води, дисоціації яких супроводжуютьсяпоявою атомарного водню. У цьому випадку рідкий метална фронті кристалізації може бути пересичений молеку-лярним воднем. У зв’язку з повільним ростом пухирцівметал, що кристалізується, їх зафіксує, і у зварних швахз’явиться пористість.Були проведені експерименти по визначенню гідрофобно-гідрофільних властивостей компонентів електродних по-криттів. Темплети для дослідження витримувалися в ка-мері штучного клімату при вологості 80 %. Після визна-чення кількості поглиненої вологи було встановлено, щометалеві порошки й деякі мінерали є гідрофобними, однакбільша частина рудомінералів і практично всі органічнікомпоненти є гідрофільними: ільменитовий концентрат,марганцева руда, тальк, гліцерин, поташ, магнезит, до-ломіт, а також целюлоза, крохмаль, кальцинована сода йальгинат кальцію. У випадку металевих порошків пра-ктично вся волога припадає на її гігроскопічну фракцію.Причому через незначний зміст її можна не розглядати якджерело зволоження електродного покриття. До групипрактично гідрофобних компонентів відноситься такожперовскитовий і рутиловий концентрати. Марганцева ру-да, тальк, кальцинована сода й поташ є чітко вираженими

tific-and-Technical Complex, Kiev, Ukraine). The E.O. Pa-ton Electric Welding Institute in collaboration with the O.K.Antonov Aeronautical Scientific-and-Technical Complex de-veloped new high-strength titanium alloy T110 of the Ti—5.5Al—1.2Mo—1.2V—4Nb—2Fe—0.5Zr system. The new alloyis not inferior in its service properties to alloys VT22 andVT23. Properties of the 7 mm thick welded joints made byelectron beam welding (EBW), argon-arc welding (AAW)with through penetration, AAW over the flux layer, AAWwith groove preparation and filler wire SP15, as well as ofthe 13 mm thick welded joints made by laser and laser-arcwelding without filler wire were investigated. It was shownthat alloy T110 has good weldability. The joints made byEBW are not inferior in strength to the base metal. Strengthof the AAW joints is not less than 90—95 % of strength ofthe base metal. The level of mechanical properties of thewelded joints on alloy T110 can be increased by heat treat-ment. The highest ductility of the welded joints on alloyT110 is achieved in AAW with groove preparation by feedinga less alloyed filler wire of the SP15 grade. Laser-arc weldingfeatures a higher penetrating power compared to laser weld-ing. It provides the welded joints on high-strength titaniumalloy T110 with a wider set of mechanical properties andlower internal stresses, compared to laser welding. It wasfound that the heat-affected zone (HAZ) of the welded jointsmade by laser welding at a speed of 20—24 m/h contains nocoarse-grained region, this leading to decrease in impacttoughness of the HAZ metal. AAW over the flux layer pro-vides the highest values of impact toughness of the weld andHAZ metals of the welded joints on alloy T110 using nofiller material.

INVESTIGATION OF HYDROPHOBIC-HYDROPHI-LIC PROPERTIES OF ELECTRODE COVERING COM-PONENTS. S.V. Bondarev (Donbas State Mechanical En-gineering Academy, Kramatorsk, Ukraine). Moisture inelectrode coverings is the main source of hydrogen in themanual arc weld metal. Welding by using electrodes with amoistened covering leads to formation of water vapours inthe arc atmosphere. Dissociation of these vapours is accom-panied by formation of atomic hydrogen. In this case themolten metal at the solidification front may be oversaturatedwith molecular hydrogen. Because of a slow growth of bub-bles, the solidifying metal will fix them, and the welds willhave pores.Experiments were carried out to determine hydrophobic-hy-drophilic properties of the electrode covering components.The templates for investigations were held in an artificialclimate chamber at the 80 % humidity. As found by evalu-ating the amount of the absorbed moisture, metal powdersand some minerals are hydrophobic. However, the majorpart of ore minerals and practically all organic componentsare hydrophilic: ilmenite concentrate, manganese ore, talc,glycerine, potash, magnesite, dolomite, as well as cellulose,starch, soda ash, and calcium alginate. In case of metalpowders, almost all moisture is contained in its hygroscopicfraction. Because of its insignificant content, it is possibleto ignore it as a source of moistening of an electrode covering.The group of practically hydrophobic components also in-cludes perofskite and rutile concentrates. Manganese ore,talc, soda ash and potash are clearly defined as hydrophiliccomponents. Other ore minerals, chemicals and some other


60

гідрофільними компонентами. Інші рудомінерали, хіміка-ти й деякі інші компоненти займають проміжне положенняпри змісті сумарної вологи 0,2—0,85 % і частки гігроско-пічної вологи 40—90 %. Органічні й полімерні компонентистановлять дві групи, що чітко різняться: практично не-гігроскопічні – зі змістом вологи до 0,2 % (полімери),гігроскопічні й гідрофільні – зі змістом її понад 5 %(органіка).Таким чином, в ході проведених досліджень гігроскопіч-них властивостей різних компонентів електродних покрит-тів було встановлено, що найбільша кількість вологи, щопоглинається електродним покриттям, припадає на часткумарганцевої руди, тальку, кальцинованої соди й поташу.

ДУГОВАЯ СВАРКА НЕЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТ-НОГО ГАЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОД-НЫХ ПРОВОЛОК БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА.С. Брумм1, Г. Буэркнер1, М. Куш2 (1Ин-т металлооб-рабатывающий станков и производственных процессов,Технический ун-т Хемниц); (2Ин-т технологии соедине-ния и сборки, Технический ун-т Хемниц). В настоящеевремя длинные швы больших сечений, типичные длястальных конструкций, получают, в основном, методамисварки с использованием порошков. Недостатками такихметодов являются невозможность для сварщика наблю-дать за сварочным процессом, проблемы, связанные собращением с порошком и шлаком, а также попаданиевлаги в порошок. В этой связи были разработаны некото-рые методики применения сварки методом GMAW (дуго-вая сварка плавящимся электродом в защитных газах)вместо вертикальной сварки снизу вверх. Самый легкийспособ повысить производительность наплавки в процессеGMAW – это увеличить диаметр электрода. В даннойработе исследовали сварку методом GMAW электроднойпроволокой G3Si1 диаметром 3,2 и 4,0 мм как альтер-нативу вертикальной сварки сверху вниз.Имеется недостаточно опыта и знаний относительно про-цесса формирования дуги в процессе GMAW электроднойпроволокой большого диаметра, поэтому данный процесссварки контролировали с применением скоростной кино-камеры. Систематически исследовали влияние основныхпеременных параметров процесса, таких как характерис-тики источника тока, химический состав защитного газа,положение горелки и расстояние до сварочного мундшту-ка, на характеристики дуги и прохождение процесса свар-ки. Далее исследовали влияние этих параметров на харак-теристики проплавления. Исследования характеристикпроплавления проводили с применением анализа макро-и микроизображений сечений наплавленных швов. Уста-новлена корреляция между энергоемкостью процесса иструктурообразованием. И, наконец, получены сварныесоединения на пластинах S355J2 + N толщиной 12, 15 и20 мм. Качество сварных швов проверяли визуально иметодом цветной дефектоскопии. Структуру соединенийисследовали металлографическими методами. Механичес-кие и технологические свойства сварных соединений оце-нивали с помощью испытаний на растяжение и удар. Так-же проводили измерения твердости.

ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗ ИМПУЛЬСНО-ДУГОВОЙСВАРКИ. А.В. Владимиров1, В.А. Хабузов1, С.Ю. Мак-симов2, В.А. Лебедев2 (1ООО «Росвелд», Санкт-Петер-бург, Россия; 2Ин-т электросварки им. Е.О. ПатонаНАН Украины, Киев, Украина). Импульсно-дуговаясварка – прогрессивный способ сварки, характеризую-щийся рядом существенных преимуществ по сравнению с

components take an intermediate position, their total mois-ture content being 0.2—0.85 %, and the hygroscopic moisturecontent being 40—90 %. Organic and polymeric componentsmake up two, clearly different groups: practically non-hy-groscopic with a moisture content of up to 0.2 % (polymers),and hygroscopic and hydrophilic with a moisture content ofover 5 % (organic).Therefore, as established as a result of investigations of hy-groscopic properties of different electrode covering compo-nents, manganese ore, talc, soda ash and potash feature thehighest content of moisture absorbed by an electrode cover-ing.

WELDING OF UNALLOYED STEELS WITH GMAWPROCESS USING THICK WIRE ELECTODES.S. Brumm1, G. Bu

..rkner1, M. Kusch2 (1Institute for Ma-

chine Tools and Production Processes, TU Chemnitz; 2In-stitute for Joining and Assembly Technology, TU Chem-nitz). Nowadays the long welds with large cross-sections asa typical application in structural steel constructions arepreferably welded with welding under powder process. Dis-advantages of this method include an absence of the oppor-tunity to observe the welding operation by the welder, prob-lems with the powder and slag handling and the moisturein the powder. For these reasons, some considerations havebeen developed to weld typical UP-welding applicationswith the GMAW-process. The easiest way to increase thedeposition rate of the GMAW-process is to increase to thewire electrode diameter. In this research the GMAW-weldingwith the G3Si1wire electrodes with the diameter of 3.2 mmand 4.0 mm, as the substitution of the UP-welding, havebeen studied.There is a little experience and lack of knowledge of a processof arc formation during the GMA-welding with «thick» wireelectrodes, that’s why the welding process was monitoredwith a high-speed camera. The influencing factors, such ascurrent source characteristics, shielding gas composition,burner position and contact tube distance, changed and theireffects on the arc behaviour and the welding process havebeen systematically investigated. Afterwards, an influenceof the same process factors on the penetration behaviour.The analysis of the penetration behaviour has been done byanalysis of the macro-and microscopic images of the over-welds cross-sections. The correlations between energy yieldand structure formation have been established. Finally, thejoint welds have been produced on the S355J2 + N plateswith the thickness of 12, 15 and 20 mm. The outer qualityof the welds has been verified through the visual and dyepenetrant testing. The interior part of the joins has beenevaluated metallographically. The mechanical and techno-logical properties of the welded joints have been investigatedby means of the tensile and impact tests as well as hardnessmeasurements.

DIGITAL SYNTHESIS OF PULSED ARC WELDING.A.V. Vladimirov1, V.A. Khabuzov1, S.Yu. Maksimov2,V.A. Lebedev2 (1Limited Liability Company «Rosweld»,St.-Petersburg, Russia; 2The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine). Pulsed arc welding is anadvanced welding method characterised by a number of es-sential advantages compared to the traditionally applied


61

традиционно применяемыми технологиями сварки и на-плавки на стационарных режимах:• управление процессами плавления, переноса и кристал-лизации металла независимо от пространственного поло-жения сварочной ванны при значительно меньших сред-них значениях режима сварки (наплавки);• уменьшение степени деформационных процессов в свар-ных конструкциях, наплавленных поверхностях;• повышение качественных характеристик сварных соеди-нений и наносимого покрытия.Вместе с тем существует ряд недостатков, затрудняющихширокое применение импульсно-дуговой сварки:• высокая стоимость оборудования (как приобретения, таки эксплуатации);• сложность и трудоемкость разработки, высокие требо-вания к оборудованию и разработчикам техпроцессов;• способы реализованы аппаратно, по принципу один ис-точник – одна технология. Модификация и совершенст-вование возможны лишь силами разработчика и произво-дителя оборудования.Разработанный цифровой синтез импульсно-дуговой свар-ки (ЦСИС) – это способ увеличения преимуществ про-цесса и устранение отмеченных недостатков. Он базирует-ся на основе унифицированного силового модуля, предс-тавляющего собой высокочастотный (75 кГц) инвертор свысоким КПД (95 %). Модули можно соединять парал-лельно, для достижения требуемых параметров режима.Управление сварочным процессом полностью производит-ся цифровым способом, который предполагает присутст-вие непосредственно в контуре управления цифровогопроцессора, вычисляющего управляющие команды. Уп-равлению подлежат:• переходные процессы (продолжительностью 0,1—1 мс),которые регулируются формой импульсов и изменениемдинамических свойств источника;• перенос металла, теплопередача (1—100 мс) – частотойи скважностью импульсов; • формирование сварного соединения (> 1 с) – сварочнойпрограммой.В источнике предусмотрена возможность адаптации кизменяющимся условиям как за счет собственных харак-теристик – индуктивность, динамические характеристи-ки привода, чувствительность основных датчиков (тока,напряжения, скорости подачи электрода), так и парамет-ров сварки – форма импульса, скважность и частотаимпульсов. Регулятор вольт-амперной характеристикиобеспечивает стабилизацию напряжения или тока в необ-ходимые интервалы времени работы источника. Исходныеданные для регулятора рисуются в графическом редактореи записываются предварительно в память источника. Ана-логичным образом в графическом редакторе рисуется изаписывается в память форма импульса.Реализованная концепция разделения сварочного обору-дования на силовую, полностью унифицированную часть,и цифровую, обеспечивающую синтез цифровой адаптив-ной системы управления сварки, позволяет из набора па-раметрических регуляторов и датчиков синтезироватьструктуру адаптивной системы управления и ее начальныепараметры, а из необходимого количества модулей соби-рать силовую часть источника требуемой мощности.Еще одним важным результатом применения ЦСИС явля-ется снижение стоимости как сварочного оборудования,так и погонного метра сварного шва или массы наплав-ленного металла, которое обусловлено прежде всего при-менением одного силового модуля для всех видов сварки,плазменной резки, так как при значительном объемепроизводства модулей их цена существенно сокращается.

technologies of welding and cladding under stationary con-ditions:• control of the processes of melting, transfer and solidifi-cation of metal independently of the spatial position of theweld pool at much lower average welding (cladding) processparameters;• decrease in the degree of deformation processes in weldedstructures and on clad surfaces;• improvement of quality characteristics of the welded jointsand deposited coatings.At the same time, pulsed arc welding has a number of draw-backs that hamper its wide application:• high cost (both purchase and operating cost) of the equip-ment;• high complexity and labour-intensiveness of the develop-ment efforts, high requirements to the equipment and processdevelopers;• hardware implementation of the methods, based on the onesource – one technology principle. Modification and up-grading can be provided only by a developer and manufac-turer of the equipment.The developed digital synthesis of pulsed arc welding (DSPAW) is a method for increasing the advantages and remov-ing the mentioned drawbacks. It is based on the unifiedpower module, which is a high-frequency (75 kHz) high-ef-ficiency (95 %) inverter. The modules can be connected inparallel to achieve the required process parameters. The weld-ing process is controlled entirely by the digital method,which provides for the presence of the digital processor cal-culating control commands directly in the control circuit.The following functions are subject to control:• transient processes (with a duration of 01.—1.0 ms), whichare regulated by the pulse shape and variations of dynamicproperties of the source;• metal transfer and heat transfer (1—100 ms), regulated bythe pulse frequency and duration;• formation of the welded joints (> 1 s), regulated by thewelding program.The source is made with a possibility of adaptation to chang-ing conditions both through its own characteristics, i.e. in-ductance, dynamic characteristics of the drive, sensitivity ofthe main sensors (current, voltage and electrode feed speed),and through the welding parameters, i.e. pulse shape, dura-tion and frequency. The volt-ampere characteristic controllerprovides stabilisation of voltage or current in the requiredtime intervals of operation of the source. Initial data for thecontroller are plotted in the graphics editor and stored pre-liminarily in memory of the source. The pulse shape is plottedin the graphics editor and stored in the memory in a similarway.The implemented conception of separation of the weldingequipment into the power, fully unified part and the digitalpart providing synthesis of the digital adaptive system forcontrol of the welding process makes it possible to synthesisestructure of the adaptive control system and its initial pa-rameters from a set of the parametric controllers and sensors,and to assemble the power part of the source of the requiredpower from the necessary quantity of the modules.Another important result of application of DS PAW is re-duction of both cost of the welding equipment and cost ofa running metre of the weld or weight of the deposited metal,which is determined first of all by the use of one powermodule for all types of welding and plasma cutting, as theprice of the modules can be substantially reduced if they aremanufactured in considerable amounts. In this case, the af-ter-sales service (repair) of the sources becomes much sim-pler.


62

Упрощается при этом и сервисное обслуживание (ремонт)источников.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРЕДВАРИ-ТЕЛЬНОГО ПОДОГРЕВА СВАРКИ МЕДИ СО СТА-ЛЬЮ. П.А. Гавриш, В.И. Тулупов (Донбасская гос. ма-шиностр. акад., Краматорск, Украина). Технологичес-кие особенности с позиции термического цикла вызываетсварка меди, а также сварка меди со сталью. Ввиду вы-сокой теплопроводности меди большая часть вводимогопри сварке тепла отводится от зоны тепловложения, чтоприводит к необходимости подвода к месту сварки значи-тельно большего количества тепла, чем при сварке другихметаллов. Поэтому сварка меди со сталью выполняется спредварительным и сопутствующим подогревом.При сварке меди и медных сплавов со сталью из-за высо-кой теплопроводности меди в сварном шве образуетсякрупнозернистая структура металла. В этом случае теп-ловой поток распространяется от центра сварного шва восновной металл и кристаллизующийся при сварке металлимеет направленную кристаллизацию. Так как не образу-ются новые центры кристаллизации, то зона с кристал-литами характеризуется направленной избирательнойориентацией. Кристаллиты образуют крупнозернистуюстолбчатую структуру сварного шва, причем в направ-лении теплового потока. Надо отметить, что такая струк-тура металла шва не способствует обеспечению равноп-рочности сварного соединения основному металлу. Крометого, интенсивный ввод тепла в основной металл при свар-ке способствует росту зерна и в зоне термического влия-ния.На практике местный подогрев производится различнымиисточниками тепла вплоть до нагрева газокислороднымирезаками, сварочной дугой и т. п. Современное развитиепроизводства газопламенного оборудования позволяет всеболее широкое применение для этой цели специальныхгазокислородных горелок типа ГЗУ, однако этот способне лишен недостатков.При сварке разнородных металлов, таких как медь исталь, целесообразно использовать в качестве предвари-тельного подогрева импульсный нагрев металла, при ко-тором можно получить избирательный нагрев в тех местахсварного соединения, где это необходимо, а также снизитьвеличину зоны термического влияния. Для повышениякачества сварки разнородных металлов целесообразноиспользовать в качестве предварительного подогрева им-пульсный нагрев металла токами прямоугольной формы.

ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СВАРКОЙ ПО-ВРЕЖДЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛОКОНСТ-РУКЦИЙ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ОБОРУДО-ВАНИЯ. А.А. Гайворонский1, Ю.В. Демченко1, А.И.Панфилов2 (1Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАНУкраины, Киев, Украина; 2ООО «Стил Ворк», КривойРог, Украина). Разработаны технологии восстановлениясваркой элементов металлоконструкций уникального про-изводственного оборудования горно-обогатительных ком-бинатов, которое в процессе работы накопило значитель-ные повреждения. Использование технологий ремонтасваркой позволяет восстановить поврежденный металл вэлементах конструкций и продлить срок безопасной экс-плуатации производственного оборудования.Технология ремонтной сварки включает следующиеэтапы:• оценку фактического состояния металла на момент на-чала ремонта, определение методами неразрушающегоконтроля протяженности и глубины залегания дефектов;

IMPROVEMENT OF PREHEATING METHODS FORCOPPER TO STEEL WELDING. P.A. Gavrish, V.I. Tu-lupov (Donbas State Mechanical Engineering Academy,Kramatorsk, Ukraine). Welding of copper, as well as weld-ing of copper to steel has some technological peculiarities interms of the welding thermal cycle. Because of high thermalconductivity of copper, the major part of the heat introducedin welding is transferred from the heat input zone, this lead-ing to the need to conduct much more heat to the weldinglocation than in welding of other metals. Therefore, weldingof copper to steel is performed by using preliminary andconcurrent heating.Welding of copper and copper alloys to steel results in for-mation of the coarse-grained metal structure in the weld,which is attributable to high thermal conductivity of copper.In this case the heat flow propagates from the weld centreto the base metal. Thus, the metal solidifying in weldinghas a directed solidification structure. As no new solidifica-tion centres are formed, the zone with crystalline grains ischaracterised by directed selective orientation. The crystal-line grains form a coarse-grained columnar structure of theweld in a direction of the heat flow. It should be noted thatthis structure of the weld metal hampers providing thewelded joints with strength equal to that of the base metal.In addition, an intensive heat input into the base metalduring welding leads to growth of grains in the heat-affectedzone as well.In practice, local preheating can be performed by using dif-ferent heat sources, including gas-oxygen torches, weldingarc, etc. The current development of production of flameequipment allows an increasingly wider application for thispurpose of special gas-oxygen torches of the GZU type. How-ever, this method is not free from drawbacks.In welding of dissimilar metals, such as copper and steel, itis expedient to use pulsed heating of metal as preheating,which can provide selective heating in such zones of thewelded joint where it is necessary, and which allows de-creasing the size of the heat-affected zone. To improve thequality of welding of dissimilar metals, it is indicated toperform preheating of metal by the pulsed heating methodwith square-wave currents.

TECHNOLOGIES FOR WELDING REPAIR OF DAM-AGED MEMBERS OF METAL STRUCTURES OF OREMINING AND PROCESSING EQUIPMENT. A.A.Gaivoronsky1, Yu.V. Demchenko1, A.I. Panfilov2 (1TheE.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine; 2Limited Liability Company «Steel Work»,Krivoy Rog, Ukraine). Technologies were developed forwelding repair of elements of metal structures of the uniqueproduction equipment used at ore mining and processingenterprises, which accumulated substantial damages duringoperation. The use of the technologies for welding repairallows reconditioning of the damaged metal in structuralmembers and extension of the safe operation life of produc-tion equipment. The repair welding technology comprisesthe following stages:• evaluation of the actual state of metal by the time of thebeginning of repair, and determination of the size and depthof the defects by non-destructive test methods;


63

• удаление дефектного металла и разделку кромок подсварку, контроль качества подготовленных поверхностей;• заварку ремонтных разделок, включая технологическиеоперации по регулированию термического цикла и уровнянапряжений в соединениях;• завершающую механическую обработку и контроль ка-чества соединений.В соответствии с разработанными технологическими про-цессами и при авторском надзоре специалистов ИЭС сов-местно с ООО «СТИЛ Bорк» на ЦПО ДОФ ОАО «Пол-тавский ГОК» (г. Комсомольск) выполнены ремонты зуб-чатого венца обжиговой печи (сталь 45ГС, НВ 240) и ло-патки вентилятора предварительного нагрева (стальS890QL, НВ 340). Ремонты выполнены в период плано-вых остановок оборудования. На венце печи общая длинатрещин составила более 1,5 м при сечении 95×500 мм. Навентиляторе проведен ремонт трещины длиной 300 мм.При выполнении работ были использованы воздушно-ду-говая строжка угольными электродами, электродуговаярезка, ручная дуговая и механизированные способы свар-ки сварочными материалами отечественного и зарубежно-го производства. После выполнения ремонта оборудова-ние запущено в эксплуатацию в проектном режиме.

ВПЛИВ МОРФОЛОГІЇ НЕМЕТАЛЕВИХ ВКЛЮЧЕНЬНА ФОРМУВАННЯ МІКРОСТРУКТУРИ МЕТАЛУЗВАРНИХ ШВІВ НИЗЬКОЛЕГОВАНИХ ВИСОКО-МІЦНИХ СТАЛЕЙ. В.В. Головко, І.К. Походня (Ін-телектрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, Ки-їв, Україна). При створенні зварних конструкцій з ВМНЛсталей є ризик утворення в металі зварного з’єднання інду-кованих воднем холодних тріщин (ІВХТ), що негативновпливає на надійність та довговічність конструкції в ціло-му. ІВХТ є проявом, у специфічних умовах термодефор-маційного циклу зварювання, більш загального фізичногоявища – водневої крихкості металу (ВК), інтенсивністьякої залежить від температури металу, його структури,концентрації водню, швидкості пластичних деформацій,величини та конфігурації напружень. Встановлені експе-риментальні особливості водневої крихкості переконливосвідчать про те, що в основі явища індукованих воднемхолодних тріщин у зварних з’єднаннях лежить механізмвзаємодії водню з дислокаціями і зміна властивостей ди-слокаційних скупчень під дією водню. Дислокаційнатеорія ВК підтверджується як непрямими експеримента-ми, що встановлюють зв’язок між швидкістю пластичноїдеформації металу і його чутливістю до водневої крихко-сті, так і прямими спостереженнями на просвічуючомуелектронному мікроскопі впливу водню на поводженнядислокаційних скупчень і ріст мікротріщин. Тому вияв-лення й опис дислокаційних механізмів, які відповідальніза зміну механічних властивостей металу в кожному кон-кретному випадку, є основною задачею.Детальні експериментальні дослідження цього явища намікро- так макрорівнях досить коштовні, трудомісткі тачасто неспроможні спрогнозувати поведінку конструкційв умовах, які суттєво відрізняються від вивчених. Протепроведення лише теоретичних досліджень не викликає до-віри, оскільки такий підхід не має твердого підгрунтя екс-перименту і найчастіше не може дати чіткі відповіді наприкладні питання. Найбільш раціональним є шлях, щоорганічно поєднує у певних пропорціях ці підходи. Існуєнеобхідність спільного експериментально-розрахунковогодослідження механізму окрихчувального впливу воднюна властивості металу, коли з метою прогнозування меха-нічних характеристик зварних з’єднань теоретичні уяв-лення проходять верифікацію з практичними результа-

• removal of the defective metal and edge preparation forwelding, inspection of quality of the prepared surfaces;• welding on of the repair grooves, including technologicaloperations on regulation of the thermal cycles and level ofstresses in the joints;• finishing machining and inspection of quality of the joints.The developed technological processes were used to repairthe calcining kiln ring gear (steel 45GS, HB 240) and thepreheating fan blade (steel S890QL, HB 340) at the JointStock Company «Poltavsky GOK» (Ore Mining and Proc-essing Enterprise) (Komsomolsk) with the authors’ followup by specialists of the E.O. Paton Electric Welding Institutetogether with the Limited Liability Company «Steel Work».The repairs were performed during scheduled outages of theequipment. Total length of the cracks at the kiln ring gearwas more than 1.5 m at a cross section of 95×500 mm. Therepaired crack on the fan was 300 mm long. Air-arc gougingwith carbon electrodes, electric arc cutting, and manual andmechanised arc welding using domestic and imported weld-ing consumables were used to perform the work. The repairedequipment was put into operation in the design mode.

EFFECT OF MORPHOLOGY OF NON-METALLIC IN-CLUSIONS ON FORMATION OF MICROSTRUCTUREOF THE WELD METAL ON HIGH-STRENGTH LOW-ALLOY STEELS. V.V. Golovko, I.K. Pokhodnya (TheE.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine). The risk of formation of hydrogen-induced coldcracks (HICC) in metal of the welded joints is run in fab-rication of welded structures from high-strength low-alloy(HSLA) steels, this exerting a negative effect on reliabilityand service life of structure as a whole. Under specific con-ditions of the thermal-deformation cycle of welding, HICCis manifestation of a more general physical phenomenon –hydrogen brittleness (HB) of metal, the intensity of whichdepends on the temperature of metal, its structure, hydrogenconcentration, plastic strain rate, and value and configura-tion of stresses. The experimentally revealed peculiarities ofhydrogen brittleness prove that the phenomenon of hydro-gen-induced cold cracking is based on the mechanism ofinteraction of hydrogen with dislocations and changes inproperties of the dislocation clusters under the effect of hy-drogen. The dislocation theory of HB is confirmed both byindirect experiments that establish relationship between theplastic strain rate in metal and its sensitivity to HB, and bydirect TEM examinations of the effect of hydrogen on be-haviour of the dislocation clusters and growth of microcracks.Therefore, the main task of the studies is to reveal and de-scribe the dislocation mechanisms responsible for changes inmechanical properties of metal in each particular case.Detailed experimental investigations of this phenomenon atthe micro- and macrolevels are expensive, labour-consumingand often incapable of predicting behaviour of structuresunder the conditions that differ substantially from the stud-ied ones. However, conducting only theoretical investiga-tions causes doubts, as this approach lacks a firm experimen-tal substantiation and most often cannot give clear answersto the application questions. The most rational way is theone that naturally combines these approaches in certain pro-portions. It is necessary to conduct the combined experimen-tal-calculation investigations of the mechanism of the em-brittlement effect on properties of metal, where theoreticalnotions are verified by practical results to predict mechanicalcharacteristics of the welded joints. This approach makes it


64

тами. Такий підхід дозволяє заощадити ресурси та виявитиважливі практичні аспекти явища, що досліджується.З цією метою в 2012 р. на основі проведених експеримен-тально-розрахункових досліджень було вдосконалено ма-тематичну складову моделі оборотньої водневої крихкостіта на її основі створено модулі комп’ютерної програмидля розрахунку поведінки субмікротріщини під зовнішнімнавантаженням, запропоновано критерій оцінки ризикуутворення індукованих воднем холодних тріщин та запро-понована макроскопічна модель водневого окрихчення ме-талу, що враховує механізм впливу водню на мікрорівні.

CОЗДАНИЕ СВАРОЧНЫХ ФЛЮСОВ С ПРОГНОЗИ-РУЕМЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ И МЕТАЛЛУР-ГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ НА ОСНОВЕ СТРУК-ТУРНЫХ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДО-ВАНИЙ. И.А. Гончаров (Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина). Целью даннойработы было детальное изучение физико-химических про-цессов и структурных перестроек при нагреве агломериро-ванных флюсов шлаковой системы MgO—Al2O3—SiO2—CaF2. На основе разработанной методики прогнозирова-ния термодинамических свойств шлаковых расплавов, атакже экспериментальных данных исследований активно-сти SiO2 методом ЭДС установлено, что увеличение со-держания оксида магния в составе флюсов системы MgO—Al2O3—SiO2—CaF2 приводит к снижению термодинамичес-кой активности SiO2 в шлаковом расплаве. Это позволяетнаучно обоснованно подавлять нежелательные процессывосстановления кремния и образования силикатных неме-таллических включений в металле шва.Проведены рентгенографические исследования строениярасплавленного и твердого шлака. Установлено, что присодержании оксида алюминия более 15 % и оксида магнияболее 25 % в шлаковом расплаве образуется твердая шпи-нельная фаза Al2MgO4, температура плавления которойсоставляет 2105 °С. По данным рентгенографических ис-следований твердая фаза Al2MgO4 находится в расплавепри температурах выше 1500 °С, т. е. при температурахсуществования сварочной ванны. Наличие кристалличес-кой фазы в жидком шлаковом расплаве при температурахпорядка 1100—2000 °С приводит к:• увеличению вязкости, что делает расплавленный шлакболее «длинным» и положительно сказывается на форми-рующих свойствах флюса;• уменьшению электропроводности шлакового расплава,снижению эффекта шунтирования тока через шлак, улуч-шению процесса горения дуги и уменьшению расходафлюса при сварке;• улучшению отделимости шлаковой корки с поверхностисвариваемого металла;• снижению термодинамической активности компонентовфлюса, и, следовательно, снижению окислительной спо-собности флюса.В результате создан новый класс агломерированных флю-сов для многодуговой сварки труб из низколегированныхвысокопрочных сталей.

ВЫБОР МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВАРИВАЕ-МОСТИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ. С.Н. Гонча-ров1, М.П. Шалимов2 (1Уралтрансмаш, Екатеринбург,Россия; 2Уральский федеральн. ун-т, Екатеринбург,Россия). Анализ применяемых качественных и количест-венных методик определения свариваемости высокопро-чных среднелегированных сталей показал следующее.

possible to save resources and reveal the important practicalaspects of the phenomenon being investigated.For this purpose, based on the experimental-calculation in-vestigations, in 2012 the mathematical component of themodel of reversible hydrogen brittleness was upgraded, soft-ware modules were developed on its base to calculate behav-iour of a sub-microcrack under external loading, the criterionfor estimation of the risk of formation of hydrogen-inducedcold cracks was put forward, and a macroscopic model ofhydrogen brittleness of metal allowing for the mechanismof the effect of hydrogen at the microlevel was suggested.

DEVELOPMENT OF WELDING FLUXES WITH PRE-DICTABLE TECHNOLOGICAL AND METALLURGI-CAL PROPERTIES ON THE BASIS OF STRUCTURALAND PHYSICAL-CHEMICAL INVESTIGATIONS. I.A.Goncharov (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). The purpose of this study was tocomprehensively investigate physical-chemical processes andstructural transformations occurring in heating of agglom-erated fluxes of the MgO—Al2O3—SiO2—CaF2 slag system.As established on the basis of the developed procedure forprediction of thermodynamic properties of the slag melts, aswell as the experimental data of investigation of reactivityof SiO2 by the EMF method, increase in content of magne-sium oxides in a composition of fluxes of the MgO—Al2O3—SiO2—CaF2 system leads to decrease in thermodynamic ac-tivity of SiO2 in the slag melt. This allows suppressing theundesirable processes of reduction of silicon and formationof silicate non-metallic inclusions in the weld metal in ascientifically substantiated way.X-ray examinations of structure of the molten and solid slagswere carried out. It was found that at the content of alu-minium oxide equal to more than 15 % and that of magnesiumoxide equal to more than 25 %, the solid spinel Al2MgO4phase with a melting temperature of 2105 °C is formed inthe slag melt. According to the X-ray examination data, thesolid Al2MgO4 phase is in the melt at temperatures above1500 °C, i.e. at temperatures of existence of the weld pool.The presence of the crystalline phase in the liquid slag meltat temperatures of about 1100—2000 °C leads to:• increase in viscosity, this making the molten slag «longer»and exerting a positive effect on the forming properties ofthe flux;• decrease in electrical conductivity of the slag melt, decreasein the effect of shunting through the slag, improvement ofthe arcing process, and decrease in consumption of the fluxduring welding;• improvement of detachability of the slag crust from thesurface of the metal welded;• decrease in thermodynamic activity of the flux componentsand, hence, decrease in oxidising ability of the flux. As a result, a new class of agglomerated fluxes was developedfor multi-arc welding of pipes from low-alloy high-strengthsteels.

SELECTION OF PROCEDURES FOR EVALUATIONOF WELDABILITY OF HIGH-STRENGTH STEELS.S.N. Goncharov1, M.P. Shalimov2 (1Uraltransmash, Ekate-rinburg, Russia; 2The Ural Federal University, Ekaterin-burg, Russia). Analysis of the applied qualitative and quan-titative procedures for evaluation of weldability of high-strength medium-alloy steels showed the following.


65

В качественных пробах свариваемости («жесткая проба»и проба «Тэккен») применение и учет результатов необ-ходимо проводить с учетом количественных методик.Из анализируемых количественных методик определениясвариваемости наиболее объективной является проба «им-плант». Для устранения ряда недостатков методики (вы-сокая трудоемкость испытаний, влияние на результатыматериала пластины-основания для установки образца) сфиксированием термического цикла сварки (ТЦС) и обес-печением постоянства нагрузки.Совместно с ИЭС им. Е.О. Патона была модернизированаметодика «имплант». Для исключения влияния погреш-ности качества изготовления надреза образцы-вставки изисследуемой стали испытываются гладкими без надреза.Пластины с отверстиями, в которые устанавливаются об-разцы-вставки, изготавливаются также из исследуемойстали. Сварка осуществляется в специальном водоохлаж-даемом приспособлении с фиксацией ТЦС на осциллогра-фе. Нагрузочное устройство позволяет развивать усилиядо 1000—3000 МПа, вполне достаточные для замедленногоразрушения сварных соединений из закаливающихся ста-лей. Установка позволяет проводить одновременно испы-тания четырех образцов, что резко сокращает сроки испы-тания.На основе результатов исследований с использованиемуказанного оборудования разработана методика комплек-сного учета влияния основных факторов и применениярасчетных методов при оценке свариваемости, обоснованыпути совершенствования технологии сварки высокопро-чных сталей и меры по предотвращению образования хо-лодных трещин.

ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВАРКИ СДВУХСТРУЙНОЙ ГАЗОВОЙ ЗАЩИТОЙ ДЛЯ ВОС-СТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙДЕТАЛЕЙ. Е.Г. Григорьева, Д.А. Чинахов (Юргинскийтехнолог. ин-т (филиал) Нац. исследовательского Томс-кого политехн. ун-та, Юрга, Россия). Одной из сущес-твенных проблем, с которыми приходится сталкиватьсяпредприятиям, являются высокие затраты на техническоеобслуживание и ремонт рабочих поверхностей деталеймашин. К производителям оборудования и машин предъ-являются требования по повышению эффективности рабо-ты и срока службы данного оборудования, снижениюматериалоемкости и т. д. Все это обусловливает исполь-зование в промышленности высокопрочных сталей.Использование высокопрочной стали позволяет увеличитьсрок службы рабочих частей машин в 2 раза по сравнениюс обычной сталью. Однако вопрос восстановления изно-шенных деталей остается актуальным.Существуют различные способы наплавки высокопроч-ных сталей, но они имеют ряд недостатков, так как принаплавке стали данного класса склонны к закалке и обра-зованию холодных трещин. Для предотвращения образо-вания холодных трещин зачастую прибегают к дополни-тельным операциям.Проведены экспериментальные исследования процессовсварки с одноструйным и с разработанным в ЮТИ ТПУдвухструйным способом газовой защиты зоны сварки. Раз-работанный способ сварки легированных сталей с двух-струйной газовой защитой в среде СО2 обеспечивает луч-шую газовую защиту зоны сварки, высокие механическиесвойства сварных соединений без предварительного подог-рева и последующей термообработки и является ресурсо-и энергосберегающим.Разработанный способ сварки можно успешно применятьи для восстановления изношенного слоя детали. Форми-

The results obtained with the qualitative tests («rigid test»and «Tekken» test) should be applied and considered allow-ing for the quantitative test procedures.The «implant» test is the most objective test among theanalysed quantitative test procedures for evaluation of weld-ability. To eliminate a number of drawbacks of the procedure(high labour intensity in the tests, effect on the results bymaterial of a plate, i.e. a base for placement of a specimen)it is necessary to fix the thermal welding cycle (TWC) andprovide a constant load.The «implant» test procedure was upgraded in collaborationwith the E.O. Paton Electric Welding Institute. To eliminatethe effect of error on quality of making of a notch the implantspecimens of a steel investigated are tested without a notch,i.e. with a smooth surface. The plates with holes, whereinthe implant specimens are placed, are also made from theinvestigated steel. Welding is performed in a special water-cooled device by fixing TWC with the oscillograph. Theloading device can develop forces of up to 1000—3000 MPa,which are enough for delayed fracture of the welded jointson hardenable steels. The testing machine allows testing fourspecimens simultaneously, thus dramatically reducing thetest time.The results of the investigations conducted with the saidequipment were used to develop the procedure for integratedanalysis of the effect of the main factors and application ofthe calculation methods for evaluation of weldability, aswell as substantiate the ways of upgrading of the technologyfor welding of high-strength steels and measures for preven-tion of cold cracking.

POSSIBILITY OF USING WELDING WITH DOUBLE-JET GAS SHIELDING FOR REPAIR OF WORN-OUTSURFACES OF PARTS. E.G. Grigorieva, D.A. Chinakhov(Yurga Technological Institute (branch) of the Tomsk Na-tional Research Polytechnic University, Yurga, Russia).High costs of maintenance and repair of working surfaces ofmachine parts are one of the important problems the enter-prises have to face. Manufacturers of equipment and ma-chines have to meet high requirements for increase of theoperating efficiency and extension of service life of the cor-responding equipment, decrease in material consumption,etc. All this substantiates the commercial use of high-strengthsteels.Application of high-strength steel allows a 2 times extensionof the service life of working machine parts compared toconventional steel. However, the problem of repair of worn-out parts still remains topical. Different methods are avail-able for surfacing of high-strength steels, but they have anumber of drawbacks, as in surfacing the steels of this classare susceptible to quenching and cold cracking. Additionaloperations are often applied to prevent cold cracking.Experimental studies of the processes of welding with sin-gle-jet gas shielding of the welding zone, as well as withdouble-jet shielding developed by the Yurga TechnologicalInstitute of the Tomsk National Research Polytechnic Uni-versity were carried out. The developed method of CO2 weld-ing of alloyed steels with the double-jet gas shielding pro-vides improved protection of the welding zone and highmechanical properties of the welded joints without preheat-ing and post-weld heat treatment, and is the resource- andpower-saving one.The developed welding method can also be successfully ap-plied to repair the worn-out layer of parts. With the devel-oped method the formed jet of a shielding gas exerts a con-siderable effect on the surface of the weld pool and geometry


66

руемая струя защитного газа в разработанном способе ока-зывает значительное влияние на поверхность сварочнойванны и геометрию наплавляемого валика, обеспечиваяболее плоскую форму, что является благоприятным фак-тором для применения его при наплавке.

СВАРКА ВЗРЫВОМ: ПРОЦЕССЫ И СТРУКТУРЫ.Б.А. Гринберг1, М.А. Иванов1, В.В. Рыбин2, А.М. Паце-лов4, Ю.П. Бесшапошников3 (1Ин-т физики металловУрО РАН, Екатеринбург, Россия; 2Ин-т металлофизи-ки им. Г.В. Курдюмова, НАН Украины, Киев, Украина;3Санкт-Петербургский гос. политехн. ун-т, Санкт-Пе-тербург, Россия; 4ОАО «Уралхиммаш», Екатеринбург,Россия). Для описания явлений, которые происходят присварке взрывом, разработан новый подход, впервые учи-тывающий процессы фрагментации различных типов ипрежде всего фрагментацию типа дробления (ФТД). ФТДвключает в себя образование, разлет частиц и их частич-ную консолидацию. ФТД является аналогом фрагмента-ции при взрыве, исследованной Моттом. Выявлена рольФТД как наиболее быстротечного и эффективного каналадиссипации подводимой энергии при сварке взрывом.Кроме ФТД наблюдается также и традиционная фрагмен-тация, которая включает в себя накачку дислокаций,структурные превращения, рекристаллизацию и наблюда-ется несколько дальше от поверхности раздела по срав-нению с ФТД.Обнаружено, что поверхность раздела не является глад-кой, а содержит множество выступов и зон локальногорасплавления. Выступы наблюдались впервые. Они игра-ют роль «клиньев», связывая контактирующие материалымежду собой. Трение на поверхности выступа, усиленноеза счет того, что выступ содержит выступы следующихпорядков, содействует сцеплению поверхностей.Показано, что для соединений металлов, не имеющих вза-имной растворимости, зоны локального расплавления яв-ляются коллоидными растворами, тогда как при нормаль-ной растворимости – истинными растворами. Именнообразование коллоидных растворов (эмульсий, суспен-зий) является ответом на вопрос почему перемешиваютсянесмешивающиеся взвеси.Выявлены условия, при которых расплавление приводитк склеиванию контактирующих материалов, посколькупри этом сразу решаются проблемы адгезии, смачивания,теплового расширения. Показано, в каких случаях расп-лавление, тем не менее, может оказаться опасным дляпрочности соединения.Использовались результаты наблюдения структуры сле-дующих соединений: титан—орторомбический алюминидтитана, алюминий—тантал и не имеющих взаимной раст-воримости пар медь—тантал, железо—серебро.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ПОРОШ-КОВОЙ ПРОВОЛОКИ. А.Г. Гринь, И.А. Бойко (Дон-басская гос. машиностр. акад., Краматорск, Украина).В настоящее время существует ряд методик определениясостава порошковых проволок, однако в них не учитыва-ется химический состав ленты оболочки, отсутствует воз-можность расчета состава шихты для ленты конкретногоразмера.Коэффициент заполнения порошковой проволоки, т. е.отношение массы наполнителя к массе проволоки зависитот ряда факторов: насыпная плотность шихты проволоки,геометрические размеры ленты, просыпание порошка вовремя изготовления проволоки и др. Для наплавочныхпроволок трубчатой конструкции коэффициент заполне-ния находится в пределах 30—40 %. При меньшем Kз может

of the weld bead, thus ensuring a flatter shape, which is afavourable factor for surfacing.

EXPLOSION WELDING: PROCESSES AND STRUC-TURES. B.A. Grinberg1, M.A. Ivanov1, V.V. Rybin2, A.M.Patselov4, Yu.P. Besshaposhnikov3 (1Institute of MetalPhysics, Ural Division of the Russian Academy of Sciences,Ekaterinburg, Russia; 2G.V. Kurdyumov Institute for Met-al Physics, NAS of Ukraine, Kiev, Ukraine; 3St.-PetersburgState Polytechnic Institute, St.-Petersburg, Russia; 4OpenJoint Stock Company «Uralkhimmash», Ekaterinburg, Rus-sia). A new approach was developed to describe phenomenaoccurring in explosion welding. This approach is pioneeringin taking into account the different types of the fragmenta-tion processes, and first of all the crushing type fragmenta-tion (CTF). CTF comprises formation, spread of particlesand their partial consolidation. CTF is an analogue of thefragmentation taking place in explosion, which was investi-gated by Mott. The role of CTF as the fastest and mostefficient channel of dissipation of energy input in explosionwelding was revealed. In addition to CTF, the traditionalfragmentation is also observed, including pumping of dislo-cations, structural transformations and recrystallisation. Thetraditional fragmentation takes place a bit farther from theinterface compared to CTF.It was found out that the interface is not smooth. It rathercontains many protrusions and local melting zones. The pro-trusions were observed for the first time. They act as«wedges», thus linking the materials in contact to each other.Friction on the protrusion surface is enhanced due to pro-trusions of the next orders, this leading to adhesion of thesurfaces.It was shown that in joining materials having no mutualsolubility the local melting zones are colloidal solutions,whereas at normal solubility they are true solutions. It isthe formation of the colloidal solutions (emulsions, suspen-sions) that answers the question why the immiscible suspen-sions are mixed up. The conditions were identified, underwhich melting leads to adhesion of the contacting materials.This allows solving the problems of adhesion, wetting andthermal expansion. It was shown in what cases melting nev-ertheless may turn out to be dangerous for strength of thejoints.The study used results of examinations of structure of thefollowing joints: titanium—orthorhombic titanium alu-minide, aluminium—tantalum, as well as copper—tantalumand iron—silver pairs having no mutual solubility.

PROCEDURE FOR DETERMINATION OF COMPOSI-TION OF FLUX-CORED WIRE. A.G. Grin, I.A. Boiko(Donbas State Mechanical Engineering Academy, Krama-torsk, Ukraine). At present a number of procedures are avail-able for determination of composition of flux-cored wires.However, they do not allow for chemical composition of thesheath strip, and offer no possibility of calculating the com-position of the charge for a specific size of the strip.The flux-cored wire fill factor, i.e. the ratio of the mass ofthe filler to mass of the wire, depends on a number of factors,such as apparent density of the wire charge, geometric sizeof the strip, spillage of the powder in manufacture of thewire, etc. For surfacing wires of a tubular design the fillfactor is 30—40 %. Lower factor may lead to the impossibilityof adequate alloying of the deposited metal, and higher factor


67

возникнуть вероятность невозможности осуществленияполноценного легирования наплавленного металла, а прибольшем – ухудшение сварочно-технологическихсвойств проволоки ввиду увеличения отставания плав-ления шихты проволоки от ее оболочки.Газошлакообразующая часть шихты обычно занимает 15—20 % объема сердечника самозащитной порошковой про-волоки. При расчете количества и соотношения легирую-щих компонентов она во внимание не берется, так какоказывает влияние только на коэффициенты перехода ле-гирующих элементов, которые назначаются предваритель-но. Раскисляющая часть сердечника может содержатьферрокремний в сочетании с ферромарганцем, порошокалюминия, а также ферротитан или титановый порошоки составляет обычно 1—2 % массы проволоки при изготов-лении ее оболочки из стали 08кп.В случае, если сумма массовых частей порошков не пре-вышает 100 %, проводится добавление балластного компо-нента в шихту в таком количестве, чтобы сумма частейбыла равна единице. При разработке порошковых прово-лок для сварки и наплавки стали и чугуна в качестве такогокомпонента выступает железный порошок. В обратномслучае, если при выбранных порошках объема сердечниканедостаточно для осуществления полноценного легирова-ния наплавленного металла, необходимо рассмотреть ва-рианты повышения коэффициента заполнения (заменойленты других размеров), провести выбор более «богатых»порошков для легирования отдельными элементами, а так-же легирование через оболочку порошковой проволоки.

ДУГОВАЯ СВАРКА АЛИТИРОВАННОЙ СТАЛИ ВЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ. А.Г. Гринь, Т.Б. Золотопупова(Донбасская гос. машиностр. акад., Краматорск, Украи-на). Известно изготовление оснастки химико-термическойобработки (ХТО) из дорогостоящих жаропрочных сталей.Авторами исследованы менее затратные процессы изго-товления такой оснастки из алитированных листов с при-менением сварки. Этот вопрос в литературе практическине освещен. Методом математического планирования эк-сперимента установлен оптимальный режим алитирова-ния. Обработка в течение 120 мин позволяет обеспечитьструктуру поверхностного слоя, состоящую из эвтекто-идной прослойки с последующим переходом в участоктвердого раствора алюминия в железе. Содержание алю-миния в исследуемом слое не менее 30 %. Полученноесодержание алюминия при взаимодействии с низкоугле-родистым металлом в процессе сварки обеспечивает обра-зование сплава высокой жаростойкости. Выполнены ис-следования влияния режимов алитирования на строениесварных швов. Сварку пластин выполняли на постоянномтоке обратной полярности с применением электроднойпроволоки Св-08Г2С диаметром 1,2 мм на режимах, обес-печивающих хорошее формирование шва, отсутствие де-фектов. В качестве газовой защиты применяли СО2 исмесь Ar + CO2 в соотношении (75:25) %. Сравнение мак-рошлифов сварных стыковых швов, выполненных по двумвариантам газовой защиты, показали, что металл шва изоны сплавления имеет характерный окрас после тепло-вого травления. Наблюдается диффузия алюминия в ос-новной металл, что приводит к упрочнению твердого рас-твора, вследствие чего предотвращается образование хо-лодных трещин. В результате блокирования перемещенийдислокаций и других несовершенств кристаллическойрешетки металла сварного шва повышается сопротивляе-мость пластическим деформациям. Алитирование повер-хности пластин способствует повышению теплостойкостиметалла шва, образованию соединений с высокой темпе-

may lead to deterioration of welding-operational propertiesof the wire because of a higher lag of melting of the wirecharge from that of its sheath. The gas-slag-forming part of the charge normally constitutes15—20 % of volume of the core of the self-shielding flux-coredwire. It is neglected in calculation of the amount and pro-portion of alloying elements, as it affects only the coefficientsof transfer of those alloying elements that are specified pre-liminarily. Deoxidising part of the core can contain ferrosili-con in combination with ferromanganese, aluminium pow-der, as well as ferrotitanium or titanium powder, and typi-cally constitutes 1—2 % of mass of the wire with a sheathmade from steel 08kp (rimmed).If the sum of the mass parts of powders does not exceed100 %, a ballast component is added to the charge in suchan amount that the sum of the parts is equal to one. Ironpowder is used as such a component in development of flux-cored wires for welding and cladding of steel and cast iron.Otherwise, if with the chosen powders the volume of thecore is insufficient to ensure adequate alloying of the depos-ited metal, it is necessary to consider variants of increasingthe fill factor (by replacing the given strip with strips ofother sizes), choose «richer» powders for alloying with cer-tain elements, and perform alloying through the flux-coredwire sheath.

GAS-SHIELDED ARC WELDING OF ALUMINISEDSTEEL. A.G. Grin, T.B. Zolotopupova (Donbas State Me-chanical Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine). Itis a known fact that tools for thermochemical treatment(TCT) are made from expensive heat-resistant steels. Theauthors investigated the less costly processes for manufactureof such tools from aluminised plates by using welding. Thisissue is hardly covered in literature. The optimal aluminisingparameters were determined by the mathematical experimen-tal design method. Treatment for 120 min provides structureof the surface layer consisting of the eutectoid interlayerthat subsequently transforms into a region of solid solutionof aluminium in iron. The content of aluminium in the in-vestigated layer is not less than 30 %. The resulting contentof aluminium in interaction with the low-carbon metal duringthe welding process provides formation of an alloy with highheat resistance. The effects of the aluminising parameters onstructure of the welds were investigated. Welding of plateswas performed at a direct current of reverse polarity by using1.2 mm diameter electrode wire Sv-08G2S under the condi-tions that provided good weld formation and absence ofdefects. CO2 and a mixture of Ar + CO2 in a proportion of(75:25) % were used as a shielding atmosphere. Comparisonof macrosections of the butt welds made by using the abovetwo versions of gas shielding showed that the weld and fusionzone metals have a characteristic colour after thermal etch-ing. Diffusion of aluminium into the base metal takes place,this leading to hardening of solid solution and, hence, coldcracking. Resistance to plastic strains increases as a resultof blocking of motion of dislocations and other imperfectionsof crystalline lattice of the weld metal. Aluminizing of theplate surfaces promotes increase in high-temperature stabilityof the weld metal and formation of the compounds with ahigh melting point, thus increasing the temperature of re-crystallisation of solid solution and, hence, its heat resis-tance. After thermal etching a specimen acquires a dark-brown colour in the zone of fusion with the base metal, and


68

ратурой плавления, тем самым повышая температуру рек-ристаллизации твердого раствора и как следствие его жа-ропрочность. После теплового травления образец приоб-ретает темно-коричневую окраску в зоне сплавления с ос-новным металлом и светло-коричневую в зоне шва. Такиеокраски характерны для твердых растворов алюминия вжелезе на базе химических соединений. Кроме того, в слу-чае сварки листов в смеси газов зона сплавления с основ-ным металлом является более контрастной, чем в случаесварки листов в СО2.

УПРАВЛЕНИЕ СТРУКТУРОЙ ЗОН СВАРНЫХ СО-ЕДИНЕНИЙ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ МЕТОДА-МИ АДАПТИВНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙСВАРКИ. А.А. Демьянченко (Ин-т физики прочности иматериаловедения СО РАН, Томск, Россия). Низкоугле-родистые легированные стали характеризуются высокимкомплексом эксплуатационных свойств и используютсядля производства ответственных сварных конструкций, обе-спечивая их высокую прочность при одновременном сниже-нии металлоемкости. Основным способом изготовления ме-таллоконструкций является сварка. При этом в ходе техно-логического процесса сварки металл в зонах сварных соеди-нений претерпевает повторное расплавление и последующуюкристаллизацию сварочной ванны, вследствие чего первона-чальные механические и эксплуатационные свойства металлаухудшаются из-за избыточного тепловложения, котороеприводит к структурным изменениям в металле ЗТВ. Однимиз перспективных путей управления энерго- и тепловло-жением при сварке является применение адаптивных им-пульсных технологий сварки.Цель работы – изучение влияния импульсных режимовсварки на структуру сварных соединений легированныхсталей.Для проведения экспериментов были изготовлены и сва-рены образцы из низколегированных сталей (09Г2С,10Г2С, 17Г1СУ) при помощи ручной дуговой сварки.Сварку проводили на постоянном токе и в режиме импуль-сного изменения энергетических параметров. Выполнен-ные исследования полученных образцов позволили выя-вить некоторые особенности их структурных состояний.Так, например, структура сварных соединений исследуе-мых сталей после стационарного и импульсного режимовсварки ферритно-перлитного типа. В центре шва послестационарного режима сварки наблюдаются крупные пер-литные зерна с зернами феррита по границам. В переход-ной зоне наблюдается измельчение структуры. Однакоразмеры этой зоны превышают размеры структурных сос-тавляющих свариваемых сталей. После импульсного ре-жима сварки наблюдается значительное измельчение стру-ктурных составляющих металла шва (в 1,5—2,5 раза) инаиболее подверженной структурным изменениям ЗТВ (в2 раза). Зерна этой зоны по размерам приближаются кструктурным составляющим свариваемой стали. Сварныесоединения с более однородной структурой имеют и болееоднородное распределение механических свойств, что по-вышает стойкость к возникновению и распространениютрещин в сварном соединении.В целом выполненные исследования подтвердили перс-пективность выбранного направления повышения качест-венных и прочностных характеристик сварных соедине-ний легированных сталей путем применения методов адап-тивных импульсных технологий сварки.

a light-brown colour – in the weld zone. Such colours arecharacteristic of solid solutions of aluminium in iron basedon chemical compounds. In addition, in a case of weldingof plates in the gas mixture atmosphere the zone of fusionwith the base metal is more contrast than in a case of CO2welding.

CONTROL OF STRUCTURE OF ZONES OF THEWELDED JOINTS ON ALLOYED STEELS BY USINGTHE ADAPTIVE PULSED TECHNOLOGIES. A.A. De-myanchenko (Institute of Strength Physics and MaterialsScience, Siberian Division of the Russian Academy of Sci-ences, Tomsk, Russia). Low-carbon alloyed steels are char-acterised by a high set of service properties. They are appliedfor manufacture of critical welded structures by providingtheir high strength with a simultaneous decrease in metalconsumption. The main method for fabrication of metal struc-tures is welding. During welding, metal in the zones of thewelded joints undergoes re-melting and subsequent solidifi-cation of the weld pool, this leading to deterioration of initialmechanical and service properties of this metal due to ex-cessive heat input, which leads to structural changes in theHAZ metal. One of the promising ways of controlling energyand heat inputs in welding is using the adaptive pulsedwelding technologies.The purpose of this study was to investigate the effect ofthe pulsed welding parameters on structure of the weldedjoints on alloyed steels.Specimens of low-alloy steels (09G2S, 10G2S and 17G1SU)were made and welded by the manual arc welding method.Welding was performed at a direct current and in a modeof pulsed changes in energy parameters. Investigations ofthe resulting specimens allowed revealing some peculiaritiesof their structural states.For example, structure of the welded joints on the investi-gated steels made under stationary and pulsed welding con-ditions is of the ferrite-pearlite type. The centre of the weldmade under the stationary conditions consists of coarse pear-lite grains with ferrite grains located along their boundaries.Refining of the structure is observed in the transition zone.However, sizes of this zone exceed sizes of structural com-ponents of the steels welded. The pulsed welding conditionsresult in substantial refining of structural components of theweld metal (1.5—2.5 times) and HAZ (2 times) that is mostvulnerable to structural changes. Grains of this zone are closein sizes to structural components of the steels welded. Thewelded joints with a more homogeneous structure also havea more homogeneous distribution of mechanical properties,this leading to increase in their resistance to initiation andpropagation of cracks in them.In general, the investigations conducted confirmed a highpotential of the chosen way of improving the quality andstrength properties of the welded joints on alloyed steels byusing the adaptive pulsed welding technologies.


69

К МЕХАНИЗМУ СНИЖЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ИСТРУКТУРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ В ЗОНЕСПЛАВЛЕНИЯ АУСТЕНИТНОГО ШВА С УГЛЕРО-ДИСТОЙ СТАЛЬЮ. В.П. Елагин, Г.Н. Гордань (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина). Одной из особенностей зоны сплавления угле-родистых сталей с аустенитным швом является наличие впереходном слое мартенситной прослойки, которая притолщине более 0,15 мм способствует образованию трещинтипа «отрыв». Утонение ее достигается увеличением в сва-рочной ванне количества никеля, марганца, азота и кисло-рода для повышения запаса аустенитности металла, опти-мизацией режима сварки, а также вибрацией свариваемыхпластин или вращением электрода для улучшения пере-мешивания металла. Поскольку во всех случаях уменьша-ются также размеры «островков» основного металла вшве, которые захватываются потоками металла в свароч-ной ванне, было проверено влияние этих химических эле-ментов и параметров режимов сварки на толщину пере-ходного слоя, которая определяется условиями перемеши-вания металлов в ванне. Для этого механизированнойсваркой в защитном газе были выполнены наплавки ва-ликов на поверхность пластин из стали Ст3 проволокамис легированием типа Х20Н9Г7Т, Х20Н25Г7М6 иХ25Н40М6Г2 в аргоне, азоте, СО2, смеси СО2 с азотомили воздухом при изменении скорости сварки от 15 до25 м/ч, токе от 180 до 280 А, напряжении от 18 до 26 Ви угла наклона электрода от 15 до 45° в направлениисварки углом вперед или назад. Сопоставление результа-тов металлографических исследований и микрорентгенос-пектрального анализа показали хорошую корреляцию уто-нения мартенситной прослойки и переходного слоя с уве-личением уровня легирования проволок при использова-нии азото-кислородсодержащего газа взамен аргона и сов-местном снижении силы тока, напряжения дуги и увели-чении скорости сварки при наклоне электрода углом назадв указанных пределах. При визуальном наблюдении засварочной ванной установлено, что при таких измененияхпараметров режима и направления наклона электрода сни-жается толщина слоя жидкого металла впереди дуги. Сле-довательно, вышеприведенную корреляцию можно объяс-нить уменьшением экранирующего влияния жидкой прос-лойки на передачу тепла от дуги основному металлу, повы-шением интенсивности потоков и перемешиванием метал-ла в сварочной ванне. Видимо в таком же направлениивлияет и повышение уровня легирования сварочной про-волоки прежде всего никелем, вследствие снижения вяз-кости жидкого металла и введения азото-кислородсодер-жащего газа в зону сварки вследствие повышения темпе-ратуры металла, а следовательно и снижения его вязкости.Более интенсивное перемещение потоков приводит к сни-жению подплавления основного металла избыточным теп-лом малоподвижной прослойки жидкого металла, улуч-шает перемешивание присадочного и основного металлавблизи основного металла и снижает толщину переходногослоя и мартенситной прослойки.Установленный механизм снижения химической и струк-турной неоднородности позволил уточнить основные по-ложения сварки разнородных сталей и разработать опти-мальную технологию механизированной сварки в защит-ном газе.

УНИКАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ НАБОЛЬШОЙ ГЛУБИНЕ В МАКСИМАЛЬНО ОГРАНИ-ЧЕННЫХ УСЛОВИЯХ. Д.И. Зайнулин1, В.А. Лебедев2,С.В. Максимов2, В.Г. Пичак2 (1«Greenfield Energy Limi-

ON THE MECHANISM OF DECREASING CHEMICALAND STRUCTURAL HETEROGENEITY IN THEAUSTENITIC WELD TO LOW-CARBON STEEL FU-SION ZONE. V.P. Elagin, G.N. Gordan (The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Oneof the peculiarities of the austenitic weld to low-carbon steelfusion zone is that the transition layer comprises a martensiticinterlayer, which at a thickness of more than 0.15 mm leadsto formation of cracks of the «tearing off» type. It can bethinned through increasing the amount of nickel, manganese,nitrogen and oxygen in the weld pool to increase the safetyfactor for austenisation of metal, optimising the weldingparameters, vibrating the plates welded or rotating the elec-trode to improve stirring of the metal. As all this leads todecrease in sizes of the base metal «islands» in the weld,which are captured by the flows of metal in the weld pool,investigations were carried out to check the effect of thesechemical elements and welding parameters on thickness ofthe transition layer, which is also determined by conditionsof metal stirring in the weld pool. For this the beads weredeposited on plates of steel St3 by the mechanised gas-shielded welding method using wires with alloying of theKh20N9G7T, Kh20N25G7M6 and Kh25N40M6G2 types inan atmosphere of argon, nitrogen, CO2, mixture of CO2 withnitrogen or air, at a welding speed varied from 15 to 25 m/h,current – varied from 180 to 280 A, voltage – from 18 to26 V, and in the forward and backward welding direction.Comparison of the results of metallographic examinationsand X-ray spectrum microanalysis showed a good correlationof thinning of the martensitic interlayer and transition layerwith increase in the level of alloying of wires when usingthe nitrogen-oxygen containing gas atmosphere instead ofargon, simultaneously decreasing the current and arc voltage,and increasing the welding speed with backward inclinationof the electrode within the said ranges. Visual observationof the weld pool showed that such changes in the processparameters and electrode inclination direction lead to de-crease in thickness of the layer of molten metal ahead of thearc. Therefore, the above correlation can be explained bydecrease in the screening effect of the liquid interlayer onheat transfer from the arc to the base metal, increase in theintensity of flows and stirring of metal in the weld pool.Increase in the level of alloying of the welding wire, first ofall with nickel, seems to exert the similar effect because ofdecrease in viscosity of the liquid metal and adding thenitrogen-oxygen containing gas to the welding zone due toa rise in metal temperature and, hence, decrease in its vis-cosity. A more intensive motion of the flows leads to reduc-tion of incipient melting of the base metal due to excessiveheat of the slow-moving interlayer of the liquid metal, im-proves mixing of the filler and base metals near the basemetal, and decreases thickness of the transition layer andmartensitic interlayer.The established mechanism of decreasing the chemical andstructural heterogeneity allowed checking the main princi-ples of welding of dissimilar steels, and developing the op-timal technology of mechanised gas-shielded welding.

UNIQUE SYSTEM OF EQUIPMENT FOR AUTOMATICARC WELDING AT LARGE DEPTHS UNDER THEMAXIMUM LIMITED CONDITIONS. D.I. Zainulin1,V.A. Lebedev2, S.V. Maksimov2, V.G. Pichak2 (1«Green-field Energy Limited», Great Britain; 2The E.O. Paton


70

ted», Великобритания; 2Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина). Компания «Gre-enfield Energy Limited» является разработчиком техно-логии и оператором энергоэффективных комплексов «Ge-oscart™»: отопительные системы замкнутого цикла, систе-мы подготовки расходной горячей воды для производст-венных нужд, холодильных установок и систем кондицио-нирования воздуха. Система «Geoscart™» была разрабо-тана для управления тепловыми потоками общественныхи коммерческих зданий и предприятий с беспрерывнымэнергопотреблением высокой плотности: современные су-пермаркеты, отели повышенного класса, стационарныебольничные комплексы, предприятия пищевой и фарма-кологической промышленности.Одной из главных функциональных особенностей систе-мы «Geoscart™» является возможность сохранения из-лишков тепловой энергии до возникновения ее дефицита.Компания использует геотермальные теплообменники спе-циальной конструкции для быстрой и эффективной пере-дачи излишков или дефицита, используя высокую плот-ность и теплоемкость геологических формаций, располо-женных значительно ниже поверхностных грунтов. Стан-дартными глубинами для теплообменного процесса явля-ются интервалы до 200 м ниже уровня поверхности земли.При строительстве теплообменников, количество которыхможет достигать несколько десятков в зависимости от раз-мера объекта, используются принципы, схожие с мето-дами, применяемыми в бурении нефтегазовых скважин,при этом функциональные различия требуют множествасущественных отличий в технологии строительства. В час-тности, необходима гарантированная изоляция нижнейчасти эксплуатационной колонны для замкнутых тепло-обменников во избежание потерь дорогостоящей теплоп-роводящей рабочей жидкости – раствора пропиленгликолей.В ИЭС им. Е.О. Патона разработана технология и обо-рудование, позволяющие способом мокрой дуговой сваркипорошковыми проволоками в автоматическом режиме осу-ществлять сварку конструктивных элементов, надежноизолирующих нижнюю часть колонны теплообменника.Уникальность работы состоит в создании сварочного ав-томата, способного работать погруженным в трубу внут-ренним диаметром 119 мм на глубину 200 м в среду жид-кого теплоносителя. При разработке полуавтомата исполь-зовались специальные миниатюрные моментные электро-приводы для механизмов подачи электродной проволокии сварочного перемещения. Был разработан специальныйкабель со сварочными жилами и проводами управления,способными работать на большом расстоянии от источни-ков питания дуги и системы управления. Разработана кон-струкция разматывателя кабеля с цифровой регистрациейположения автомата по длине трубы.Предложена конструкция специального источника свароч-ного тока, способного компенсировать активные потери вдлинном сварочном кабеле, а также регулировать динами-ческие характеристики процесса сварки.Разработка и внедрение специального сварочного автома-та и технологии его применения позволяет повысить над-ежность теплообменника, сократить временные потери,рационально использовать полезную площадь, снизитьфинансовые затраты.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ РАЗНОРОД-НЫХ СОЕДИНЕНИЙ МАРТЕНСИТНОЙ СТАЛИ10Х9НМФБ С АУСТЕНИТНЫМИ ХРОМОНИКЕЛЕ-ВЫМИ СТАЛЯМИ ТИПА 08Х18Н10Т. Л.С. Захаров,А.Р. Гаврик (Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН

Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Com-pany «Greenfield Energy Limited» is a developer of thetechnology and operator of energy-efficient systems «Geos-cartTM»: closed-cycle heating systems, systems for prepara-tion of consumable hot water for industrial needs, refriger-ating units and air conditioning systems. The «GeoscartTM»system was developed to control the heat flows in publicand commercial buildings and enterprises with a continuousconsumption of high-density energy: modern supermarkets,high-class hotels, stationary hospitals, enterprises of foodand pharmacological industries.One of the main functional peculiarities of the «GeoscartTM»system is the possibility of preserving excesses of the thermalenergy up to a moment when it becomes lacking. The Com-pany employs geothermal heat exchangers of a special designto rapidly and efficiently transfer excesses or deficit of theenergy by using high density and heat capacity of geologicalformations located much lower than the surface soil. Stand-ard depths for the heat exchanging process are ranges of upto 200 m below the ground surface.The heat exchangers, the quantity of which may amount toseveral dozens depending on the size of a facility, are con-structed based on the principles similar to those used indrilling of oil and gas wells. At the same time, there arefunctional differences that involve many substantial differ-ences in the construction technology. In particular, the guar-anteed insulation of the lower part of a flow string is requiredfor closed heat exchangers to avoid losses of expensive heat-conducting working fluid, i.e. propylene glycol solution.The E.O. Paton Electric Welding Institute developed thetechnology and equipment allowing joining of structuralelements that reliably insulate the lower part of the stringof a heat exchanger by the method of automatic wet arcwelding using flux-cored wires. The unique character of thedevelopment consists in building of the automatic weldingdevice capable of operating being immersed into a pipe withan inner diameter of 119 mm to a depth of 200 m in a liquidcoolant. In development of the automatic device the use wasmade of special miniature torque electric drives for electrodewire feed and welding travel mechanisms. The special cablewas developed, having welding conductors and control leadscapable of operating at large distances from the arc andcontrol system power supplies. The special design of thecable unreeler with digital registration of position of theautomatic device along the length of the pipe was developed.Design of the special welding current source was suggested,capable of compensating for active losses in a long weldingcable, as well as adjusting dynamic characteristics of thewelding process.The development and introduction of the special weldingautomatic device and its application technology allow im-proving reliability of the heat exchanger, reducing the timelosses, rationally utilising the active area, and decreasingfinancial expenditures.

DEVELOPMENT OF THE TECHNOLOGY FOR WELD-ING OF DISSIMILAR JOINTS ON MARTENSITIC STEEL10KH9NMFB TO AUSTENITIC CHROME-NICKELSTEELS OF THE 08KH18N10T TYPE. L.S. Zakharov, A.R.Gavrik (The E.O. Paton Electric Welding Institute,


71

Украины, Киев, Украина). Основной проблемой присварке высокохромистых мартенситных и хромоникеле-вых аустенитных сталей при использовании аустенитныхприсадочных материалов является образование прослой-ки феррита в металле ЗТВ стали 10Х9НМФБ в зоне на-грева выше 1000 °С. Это приводит к снижению длительнойпрочности, вязкости и пластичности, а также повышаетсклонность к образованию холодных трещин в сварныхсоединениях.Образование структурно-свободного феррита обычно свя-зывают с диффузионным перемещением углерода из ме-талла менее легированного хромом в зону более легирован-ного. Однако меры, направленные на предотвращениедиффузии углерода, такие как снижение погоннойэнергии сварки и дополнительное легирование никелем до60—80 % не позволяют предотвратить образованиеферрита. В то же время при наплавке как высокох-ромистого безникелевого, так и чисто никелевого металлаферрит полностью отсутствует.По-видимому, образование зоны структурно свободногоферрита связано с различием коэффициентов термичес-кого расширения аустенитного и ферритного металла. Подвлиянием возникающих при этом напряжений интенсифи-цируется процесс диффузии углерода.Дальнейшими исследованиями установлено, что предотв-ратить образование феррита в металле ЗТВ стали10Х9НМФБ можно путем ее облицовки мартенситным на-плавленным металлом типа 05Х6МФ без последующейтермической обработки. Однако при выполнении многоп-роходной наплавки такого состава наблюдается образо-вание феррита в металле ЗТВ на участке нагрева до тем-ператур 500—800 °С. Показано, что предупредить образо-вание зерен феррита в этом случае позволяет применениемодулированного тока. Импульсный характер подведениятепла от сварочной дуги значительно уменьшает как шири-ну ЗТВ, так и продолжительность нагрева металла в этомдиапазоне температур.С целю повышения работоспособности разнородных свар-ных соединений аустенитных и мартенситных сталей вы-бран состав промежуточного наплавленного слоя (0,04—0,06 % С, 5,0—7,0 % Сr, 0,8—1,1 % Mo, 0,15—0,30 % V),обеспечивающий равномерное распределение прочност-ных характеристик в переходной зоне. Разработаны новыенизкоуглеродистые электроды АНЛ-10 для сварки моду-лированным током.Как результат обобщения проведенных исследований раз-работана технология сварки сталей 10Х9МФБ и08Х18Н10Т в конструкциях трубных систем современныхэнергетических блоков ТЭС. При этом после облицовкиосновного металла электродами АНЛ-10 предусмотрена воз-можность сварки основного шва в зависимости от предъяв-ляемых требований как электродами аустенитного классатипа 10Х16Н25АМ6 (ЭА 395/9) без подогрева, так и элек-тродами мартенситного класса типа 10Х9НМФБ (АНВ-8)с предварительным и сопутствующим подогревом.

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯСВАРКИ И НАПЛАВКИ СЛОЖНОЛЕГИРОВАН-НЫХ БРОНЗ. В.М. Илюшенко, В.А. Аношин, А.Н. Бон-даренко, Т.Б. Майданчук, Н.В. Скорина (Ин-т электро-сварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина).Медные сплавы, в том числе алюминиевые и оловянныебронзы, благодаря их ценным физико-механическим свой-ствам – коррозионной стойкости, достаточно высокомууровню прочности и пластичности, стойкости к кавитациии износу, широко применяются в различных отраслях про-

NASU, Kiev, Ukraine). The key problem in welding ofmartensitic high-chromium to austenitic chrome-nickel steelsby using austenitic filler metals is formation of a ferriteinterlayer in the HAZ metal of steel 10Kh9NMFB withinthe zone of heating to more than 1000 °C. This leads todecrease in long-time strength, toughness and ductility, andincreases the sensitivity to cold cracking of the welded joints.Formation of structurally free ferrite is usually related todiffusion of carbon from the metal that is less alloyed withchromium into the zone of a more chromium-alloyed one.However, the measures aimed at prevention of diffusion ofcarbon, such as decrease in welding heat input and extraalloying with nickel to 60—80 %, do not allow preventionof formation of ferrite. At the same time, there is no ferriteat all in cladding of both high-chromium nickel-free andpure nickel metal.Formation of the zone of structurally free ferrite is likely tobe associated with differences in the thermal expansion co-efficients of austenitic and ferritic metals. The process ofdiffusion of carbon is intensified under the effect of stressesinduced in this case.Further investigations showed that formation of ferrite inthe HAZ metal on steel 10Kh9NMFB can be prevented bycladding it with the martensitic deposited metal of the05Kh6MF type without subsequent heat treatment. How-ever, multi-pass cladding of this composition of metal resultsin formation of ferrite in HAZ in a region of heating totemperatures of 500—800 °C. It was shown that the use ofthe modulated current makes it possible to prevent formationof ferritic grains in this case. The pulsed character of heatinput from the welding arc provides a considerable decreasein both width of HAZ and time of metal heating in thistemperature range.The composition of an intermediate deposited layer (0.04—0.06 % C, 5.0—7.0 % Cr, 0.8—1.1 % Mo, 0.15—0.30 % V)providing the uniform distribution of strength characteristicsin the transition zone was chosen to improve performance ofdissimilar welded joints between austenitic and martensiticsteels. New low-carbon electrodes ANL-10 were developedfor welding using the modulated current.As a result of generalisation of the investigation results, thetechnology was developed for welding of 10Kh9MFB to08Kh18N10T steels in structures of piping systems for mod-ern power units of heat power stations. To achieve it, aftercladding the base metal using electrodes ANL-10, the possi-bility is provided for welding of the base weld, dependingon the imposed requirements, by using the austenitic gradeelectrodes of the 10Kh16N25AM6 (EA 395/9) type withoutpreheating, and the martensitic grade electrodes of the10Kh9NMFB (ANB-8) type with preliminary and concurrentheating.

DEVELOPMENT OF ELECTRODE MATERIALS FORWELDING AND CLADDING OF MULTI-COMPO-NENT BRONZES. V.M. Ilyushenko, V.A. Anoshin, A.N.Bondarenko, T.B. Maidanchuk, N.V. Skorina (The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine).Copper alloys, including aluminium and tin bronzes, arewidely applied in different industries (power machine build-ing, ship building, metallurgy, etc.) owing to their valuablephysical-mechanical properties, corrosion resistance, suffi-ciently high strength and ductility levels, and cavitation andwear resistance.


72

мышленности (энергомашиностроение, судостроение, ме-таллургия и др.)Многие из этих сплавов являются труднодеформируемы-ми и используются в литом состоянии, в связи с чемвозникает необходимость изготовления литосварных кон-струкций, а также заварки дефектов бронзового литья. Сцелью экономии дефицитных цветных металлов широкоиспользуются также биметаллические изделия, изготавли-ваемые наплавкой рабочего слоя на стальную основу.Ведущим технологическим процессом сварки и наплавкибронзы является дуговая сварка – в среде защитных газови покрытыми электродами. Отсутствие проволок требуе-мого состава сдерживает применение механизированныхпроцессов сварки и наплавки сложнолегированных бронз.Решить эту проблему можно путем создания специальныхпорошковых и композитных проволок. В Украине отсут-ствует также производство электродов для сварки и на-плавки алюминиевых и оловянных бронз.В ИЭС им. Е.О. Патона в последние годы выполнен ком-плекс научно-исследовательских работ по изучению осо-бенностей сварки сложнолегированных бронз и созданиюэлектродных материалов, обеспечивающих состав металлашва (наплавки), близкий к основному металлу и, соответ-ственно, требуемые его эксплуатационные свойства.Для сварки и наплавки в среде защитных газов (непла-вящимся электродом) Al- и Mn—Al-бронз разработаныпорошковые проволоки Св.ПП-Бр.АНМц и Св.ПП-БрМцАН, обеспечивающие требуемые механические свой-ства и химический состав наплавленного металла, мас. %:7,5—10,0 Al, 1,0—2,0 Mn, 1,0—2,0 Ni, 2—3 Fe, Cu – ост. и7,5—9,0 Al, 9—11 Mn, 1,0—2,0 Ni, 2—3 Fe, Cu – ост. соот-ветственно. Для сварки и ремонта изделий из Al-бронзына базе стержней из стандартной проволоки Бр.АМц9-2разработаны также покрытые электроды марки АНБА-1.Шлако- и газообразующая основа покрытия обеспечиваетустойчивое горение дуги, хорошее формирование швов иотделимость шлака, высокую стойкость против образо-вания пор.Для автоматической наплавки оловянно-фосфористойбронзы БрО10Ф1, используемой в энергомашиностро-ении, разработана специальная порошковая проволокамарки Св.ПП-Бр.ОФ10-1. При оптимальной технике на-плавки под флюсом проволока обеспечивает минимальноепроплавление стали, отсутствие межкристаллитных про-никновений, пор и трещин и требуемый химический составнаплавленного металла.Для сварки и ремонта изделий из оловянных бронз общегоназначения, в том числе художественной бронзы, разра-ботаны покрытые электроды марки АНБО-1, обеспечи-вающие химический состав наплавленного металла,мас. %: 5—7 Sn, 0,15—0,25 P, 0,5—1,0 Mn, 0—0,8 Ni, Cu –ост. Металл типа оловянно-фосфористой бронзыБрО10Ф1 обеспечивают электроды марки АНБО-2. Раз-работанные электроды для сварки и наплавки оловянныхбронз имеют хорошие сварочно-технологические свойства,по ряду показателей (отделимость шлака, стойкость про-тив образования пор) превосходят зарубежные аналоги.Опытные партии разработанных порошковых проволок иэлектродов изготавливаются в НТК «ИЭС им. Е.О. Па-тона».

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДУГО-ВОЙ СВАРКИ ТОЛСТОГО МЕТАЛЛА. В.М. Илюшен-ко, А.В. Ганчук, В.А. Лысенко, В.Н. Петриченко, Д.Н.Степченко (Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАНУкраины, Киев, Украина). В последние годы все большееприменение находят гибридные и комбинированные спо-

Many of these alloys are hard-to-deform and used in the caststate, this making it necessary to fabricate the cast-weldedstructures, as well as weld the bronze casting defects. Bimetalparts made by deposition of a working layer on the steelsubstrate are extensively applied to save scarce non-ferrousmetals.Arc welding, either gas-shielded or using covered electrodes,is the key technological process of welding and cladding.The absence of wires of the required composition limits ap-plication of the mechanised processes of welding and clad-ding of multi-component bronzes. This problem can be solvedby developing special flux-cored and composite wires. More-over, Ukraine does not produce electrodes for welding andcladding of aluminium and tin bronzes.Recently, the E.O. Paton Electric Welding Institute hasconducted a package of research to investigate peculiaritiesof welding of multi-component bronzes and develop electrodematerials providing the weld (and cladding) metal with acomposition close to the base metal and, accordingly, itsrequired service properties.Flux-cored wires Sv.PP-Br.ANMts and Sv.PP-BrMtsANproviding the required mechanical properties and chemicalcomposition of the deposited metal, wt.%: 7.5—10.0 Al, 1.0—2.0 Mn, 1.0—2.0 Ni, 2—3 Fe, Cu – balance, and 7.5—9.0 Al,9—11 Mn, 1.0—2.0 Ni, 2—3 Fe, Cu – balance, respectively,were developed for gas-shielded (covered electrode) weldingand cladding of Al and Mn-Al bronzes. Covered electrodesof the ANBA-1 grade were developed on the basis of the rodsof standard wire Br.AMts9-2 for welding and repair of partsof Al bronze. The slag- and gas-forming base of a coveringprovides stable arcing, good weld formation and detachabil-ity of slag, and high porosity resistance.Special flux-cored wire of the Sv.PP-Br.OF10-1 grade wasdeveloped for automatic cladding of tin-phosphorus bronzeBrO10F1 used in power machine building. With the optimalsubmerged-arc cladding procedure, the wire ensures minimalpenetration of steel, absence of intercrystalline inclusions,pores and cracks, and required chemical composition of thedeposited metal.Covered electrodes of the ANBO-1 grade providing the fol-lowing chemical composition of the deposited metal, wt.%:5—7 Sn, 0.15—0.25 P, 0.5—1.0 Mn, 0—0.8 Ni, Cu – balance,were developed for welding and repair of general-applicationtin bronzes, including decorative bronzes. Metal of the typeof tin-phosphorus bronze BrO10F1 is provided by electrodesof the ANBO-2 grade. The developed electrodes for weldingand cladding of tin bronzes feature good welding-operatingproperties, and are superior in a number of properties (de-tachability of slag, porosity resistance) to foreign analogues.Experimental batches of the developed flux-cored wires andelectrodes are manufactured by the Science and TechnologyComplex «The E.O. Paton Electric Welding Institute».

HIGH-EFFICIENCY TECHNOLOGY FOR WELDINGOF THICK METAL. V.M. Ilyushenko, A.V. Ganchuk, V.A.Lysenko, V.N. Petrichenko, D.N. Stepchenko (The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine).The hybrid and combined arc welding methods providing anincreased efficiency of the process due to a simultaneous use


73

собы дуговой сварки, обеспечивающие повышение эффек-тивности процесса за счет одновременного использованиянескольких источников нагрева. К ним относятся гибрид-ная лазерно-дуговая сварка, комбинированные способыплазменно-дуговой сварки и др.Отличительной особенностью разработанного в ИЭСим. Е.О. Патона комбинированного двухдугового процес-са является использование в качестве первого источниканагрева погруженной МАГ-дуги, обеспечивающей глубо-кое проплавление при выполнении корневого прохода.При сварке электродной проволокой диаметром 1,2 мм наплотностях тока i ≥ 300—350 А/мм2 глубина проплавлениясоставляет 10—12 мм, процесс характеризуется высокойстабильностью, отсутствием разбрызгивания электродно-го металла, хорошим формированием шва.Для исключения электромагнитного взаимодействия дугсварка осуществляется раздвинутыми дугами, причем вто-рая дуга выполняется под флюсом расщепленным элек-тродом проволокой диаметром 1,2—2,0 мм. Скорость пере-мещения двухдугового аппарата (скорость сварки) придвусторонней однопроходной сварке металла толщиной30—40 мм составляет 30—40 м/ч, что обеспечивает полноезаполнение разделки, постоянство сечения шва и хорошееего формирование.Выполнен комплекс экспериментальных исследований пооптимизации конструктивных элементов подготовки кро-мок стыковых соединений, что позволило уменьшить сече-ния сварных швов при применении данного комбиниро-ванного процесса, снизить их металлоемкость и обеспечитьэкономию сварочных материалов (~30 %). По сравнениюс широко применяемой в настоящее время технологиеймеханизированной сварки многослойными швами автома-тизированный комбинированный процесс обеспечивает су-щественное (в 6—8 раз) повышение производительности.Новая технология автоматизированной сварки с исполь-зованием комбинированных источников нагрева можетбыть рекомендована для промышленного освоения приизготовлении сварных толстостенных крупногабаритныхметаллоконструкций.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАДМОЛЕКУ-ЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ В ЗОНЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРИУЛЬТРАЗВУКОВОЙ И ТЕПЛОВОЙ СВАРКЕ ЛИС-ТОВ ИЗ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ. С.В.Кабыш, Г.Б. Есауленко, М.Г. Менжерес (Ин-т электро-сварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина).Проведено экспериментально-теоретическое изучение осо-бенностей термомеханических процессов, реализующихсяв зоне соединения полимерных (высокомолекулярный по-лиэтилен и полипропилен) листов толщиной 5 и 10 ммпри их тепловой и ультразвуковой сварке. Исследовалисьстыковые и нахлесточные соединения с различным угломразделки свариваемых кромок. Параметры тепловой свар-ки варьировались в следующих пределах: температура на-гревательного инструмента 160—300 °С; сварочное дав-ление 0,01—0,5 МПа; время нагрева и время технологичес-кой паузы выбирались на основе анализа геометрии и раз-меров сварочного грата. При ультразвуковой сварке ам-плитуда колебаний волновода варьировалась в пределах20—45 мкм; вводимая мощность 600—1400 Вт; сварочноеусилие выбиралось из условия возможности образованияакустического контакта (нижнее значение) и условия за-щемления колебаний волновода (верхнее значение). Мор-фологические исследования проводились с использовани-ем оптического микроскопа в поляризованном свете.Установлено, что независимо от способа сварки характертермических циклов, геометрия, размеры и структура шва

of several heat sources are finding now an increasingly widerapplication. They include hybrid laser-arc welding, com-bined methods of plasma-arc welding, etc.A distinctive feature of the combined twin-arc process de-veloped by the E.O. Paton Electric Welding Institute is theuse of the immersed MAG-arc as a first heat source, whichprovides deep penetration in making the root pass. In weldingwith the 1.2 mm diameter electrode wire at current densitiesof i ≥ 300—350 A/mm2 the penetration depth is 10—12 mm,and the process is characterised by a high stability, absenceof spattering of the electrode metal and good weld formation.To eliminate electromagnetic interaction of the arcs, weldingis performed with the separated arcs, the second arc burningunder a flux layer using the 1.2—2.0 mm diameter split elec-trode wire. The speed of movement of the twin-arc device(welding speed) in two-sided one-pass welding of 30—40 mmthick metal is 30—40 m/h, this providing complete fillingup of the groove, consistent cross section of the weld andits good formation.The package of experimental studies was carried out to op-timise design elements of edge preparation for the butt joints,which made it possible to reduce the cross section of thewelds when using this combined process, decrease their metalconsumption, and provide saving of the welding consumables(~ 30 %). Compared to the widely applied technology ofmechanised welding with multilayer welds, the automatedcombined process provides a substantial (6—8 times) increasein productivity.The new automated welding technology using the combinedheat sources can be recommended for commercial applicationto fabricate thick-walled large-size metal welded structures.

PECULIARITIES OF FORMATION OF SUPERMOLE-CULAR STRUCTURE OF THE JOINING ZONE IN UL-TRASONIC AND THERMAL WELDING OF CRYSTAL-LINE POLYMERIC SHEETS. S.V. Kabysh, G.B. Esau-lenko, M.G. Menzheres (The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine). Experimental-theoreticalinvestigation was carried out to study peculiarities of thethermomechanical processes occurring in the joining zoneson polymeric (supermolecular polyethylene and polypro-pylene) sheets 5 and 10 mm thick in their thermal and ul-trasonic welding. Butt and overlap joints with differentgroove angles on the weld edges were investigated. Parame-ters of thermal welding were varied within the followingranges: heating tool temperature – 160—300 °C, weldingpressure – 0.01—0.5 MPa, and time of heating and time ofthe process pause were chosen on the basis of analysis ofgeometry and size of the welding flash. In ultrasonic weldingthe amplitude of oscillations of a wave guide was variedfrom 20 to 25 μm, power input – from 600 to 1400 W, andwelding force was chosen on the basis of the possibility offormation of the acoustic contact (lower value) and conditionof jamming of oscillations of the wave guide (higher value).Morphological investigations were carried out by using theoptical microscope in polarised light.It was established that independently of the welding methodthe character of thermal cycles, geometry, size and structureof the weld are determined by the value of the reduced


74

определяются величиной приведенного коэффициента ин-тенсивности режима, который характеризует совместноедействие подведенной (диссипированной) энергии и сва-рочного давления. С использованием разработанных мето-дик изучено влияние каждого из основных параметроврежимов сварки на особенности формирования микроге-терогенной структуры сварных соединений. Показано, чтопризнаком оптимальности технологического режима свар-ки является такая структура, при которой в зоне сплав-ления образуются кристаллиты, одновременно принадле-жащие обеим свариваемым деталям. Систематизированымакро- и микроструктурные зоны сварных соединений,разработаны рекомендации по технологии тепловой и уль-тразвуковой сварки листов из кристаллических поли-меров.

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГО-ТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУК-ЦИЙ СЛОЖНОЙ ОБЪЕМНО-ПОВЕРХНОСТНОЙФОРМЫ ПОД РЕМОНТНУЮ СВАРКУ. В.Д. Кассов,А.М. Кущий (Донбасская гос. машиностр. акад., Крама-торск, Украина). Подготовка конструкций сложной объ-емно-поверхностной формы под ремонтную сварку можетпроводиться различными способами, наиболее рас-пространенным из которых являются воздушно-дуговаярезка (ВДР) плавящимся электродом. Она может выпол-няться в вариантах разделительной резки, при которойпроцесс осуществляется за один проход и последователь-ной строжки (поверхностной резки) с углублением дугив разрезаемый металл после каждого прохода. Исследо-вались оба варианта при ручном и механизированном ве-дении процесса. С целью увеличения режущих свойствдуги воздух подается двумя близко расположенными па-раллельными струями, которые интенсивно обжимаютдугу.В результате исследования параметров воздушно-дуговойрезки и строжки доказано, что при прямой полярностиобеспечивается высокая устойчивость процесса. Величинурасхода воздуха для обеспечения стабильности процессанеобходимо выбирать минимально возможной при усло-вии соответствия качества строжки необходимым требова-ниям, так как увеличение расхода воздуха увеличиваетчисло замыканий перед стабильным горением дуги.Также установлено, что вылет электрода при воздушно-дуговой строжке целесообразно выбирать минимальновозможным, но большим, чем разрывная длина дуги наданном режиме. Оптимальная стабильность процесса ичистота обработки наблюдается при расстоянии междустолбом дуги и местом подачи воздуха 8—16 мм.Сравнительное осциллографирование процесса строжки спульсацией воздуха и без нее показало более высокуюстабильность дуги в первом случае. При строжке с попе-речными колебаниями электрода можно обеспечить снятиенебольшого слоя металла с поверхности изделия при обес-печении необходимой ширины прострагиваемой канавки.Разработана приставка для воздушно-дуговой строжки,позволяющая получить стабильное горение дуги в усло-виях пульсации потока воздуха.

ОСОБЕННОСТИ ПАЙКИ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕС-КИХ ГЕРМОВВОДОВ. В.В. Квасницкий1, А.М. Кос-тин2, А.В. Лабарткава2, Ал.В. Лабарткава2 (1НТУУ«Киевский политехнический институт», Киев, Украи-на; 2Нац. ун-т кораблестроения им. адм. Макарова, Ни-колаев, Украина). В современной промышленности широ-ко применяются конструкции и их узлы из керамики иметалла. Характерным примером такого узла является ме-

coefficient of intensity of the parameters, which characterisesthe combined effect of the power (dissipated) input andwelding pressure. The effect of each of the main weldingparameters on peculiarities of formation of a microhetero-geneous structure of the welded joints was studied by usingthe developed procedures. It was shown that an indicator ofoptimality of the welding process parameters is a structureat which the crystalline grains simultaneously belonging toboth pieces welded are formed in the fusion zone. Macro-and microstructural zones of the welded joints were system-atised, and recommendations on application of the technol-ogy for thermal and ultrasonic welding of crystalline poly-meric sheets were worked out.

UPGRADING OF THE TECHNOLOGY FOR SURFACEPREPARATION OF METAL STRUCTURES OF A COM-PLEX VOLUME-SURFACE SHAPE FOR REPAIRWELDING. V.D. Kassov, A.M. Kushchij (Donbas StateMechanical Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine)Preparation of structures of a complex volume-surface shapefor repair welding can be performed by different methods,the most common of which is air-arc cutting (AAC) usingmetal electrodes. It can be performed by variants of severingcutting, at which the process is carried out in one pass, andsuccessive gouging (surface cutting) by deepening the arcinto the metal being cut after making each pass. Both variantswith manual and mechanised performance of the process werestudied. To improve cutting properties of the arc, air is fedin two, closely located parallel jets, which intensivelysqueeze the arc.As proved by investigation of the parameters of air-arc cut-ting and gouging, the high stability of the process is ensuredat a straight polarity. The selected value of flow rate of airto ensure stability of the process should be as low as possible,providing that the quality of gouging corresponds to therequirements, as increase in the flow rate of air increases thequantity of short circuits before the stable burning of thearc.Also, it was established that the electrode extension in air-arcgouging should be selected to be as minimal as possible, butlarger than the discontinuous length of the arc at the givenparameters. The optimal stability of the process and finishingare observed at a distance between the arc column and airfeed point equal to 8—16 mm.Comparative oscillography of the gouging process with andwithout air pulsation showed a higher stability of the arc inthe first case. In gouging with transverse oscillations of theelectrode it is possible to remove a small metal layer fromthe surface of a workpiece by providing the required widthof the gouged groove. An attachment was developed forair-arc gouging, providing the stable arcing under conditionsof pulsation of the air flow.

PECULIARITIES OF BRAZING OF CERMET PRES-SURE SEALS. V.V. Kvasnitsky1, A.M. Kostin2, A.V. La-bartkava2, Al.V. Labartkava2 (1National Technical Uni-versity of Ukraine «Kiev Polytechnic Institute», Kiev,Ukraine; 2Admiral Makarov National Institute of Ship-Building, Nikolaev, Ukraine). Structures and assemblies ofmetal and ceramics are widely applied in modern industry.


75

таллокерамический гермоввод для вакуумного оборудо-вания.Наиболее распространенным способом соединения кера-мики с металлом является пайка. Предпочтение обычноотдается пайке активными припоями и пастами, широкийспектр которых выпускается на промышленной основе.Однако существующие промышленные припои не всегдаудовлетворяют существующим требованиям к паяннымсоединениям. Основными проблемами при пайке металлас керамикой являются остаточное напряжения и плохоесмачивание керамики. Характеристики смачивания кера-мики и ковара должны быть близкими.Исследования паяных соединений проводились с помо-щью растрового рентгеноспектрального микроскопа-мик-роанализатора РЕММА-102-02 и рентгеновского дифрак-тометра ДРОН-УМ1 в монохроматическом CuKα-излуче-нии методом шагового сканирования. В качестве моно-хроматора использовался монокристалл графита.В работе исследовано растекание по ковару (сплав 29НК),керамике Al2O3 и ВК94-1 в вакууме 1⋅10—2 Па, для актив-ного припоя СТЕМЕТ-1203 и припоя 50 % Ti—Cu 50 %(по объему). Краевой угол смачивания при 1000 °С Ti—Cuпо ковару составил 5±2°, а СТЕМЕТ-1203 – 14±2°. На-илучшее растекание по корундовой керамике ВК94-1 пока-зал припой Ti—Cu с краевым углом смачивания 20±2°. Наоснове проведенных исследований для пайки металлоке-рамических гермовводов был рекомендован припой 50 %Ti—Cu 50 % (по объему).Исследования показали, что в паяном шве образуются трифазовые составляющие с кубической решеткой: Cu2Ti4O,Ti3Cu3O и Al4Cu9. Интерметаллида типа TixFey, ведущегок образованию трещин, не обнаружено.Разработана технология пайки металлокерамического гер-моввода, обеспечивающая низкий уровень остаточных на-пряжений.

ДИФФУЗИОННАЯ СВАРКА МЕТАЛЛОВ С ПРИМЕ-НЕНИЕМ РАДИАЦИОННО-ПУЧКОВЫХ ТЕХНО-ЛОГИЙ. В.В. Квасницкий1, Л.И. Маркашова2, В.Ф.Квасницкий3, Н.Н. Коваль4, Ю.Ф. Иванов4, В.В. Углов5,Н.Н. Черенда5, И.Л. Левченко1 (1НТУУ «Киевский поли-технический институт», Киев, Украина; 2Ин-т элек-тросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украи-на; 3Нац. ун-т кораблестроения, Николаев, Украина;4Ин-т сильноточной электроники, Томск, Россия; 5Бе-лорус. гос. ун-т, Минск, Беларусь). В работе рассмотре-ны закономерности формирования модифицированногоповерхностного слоя сталей и жаропрочных соединенийпри диффузионной сварке в вакууме (ДСВ). Модифи-цирование соединяемых поверхностей проводили путемих обработки низкоэнергетическими сильноточными элек-тронными пучками (НСЭП) в вакууме 10—2 Па и выс-окоэнергетическими плазменными потоками (ВПП) всреде инертного газа или водорода при давлении 1,3⋅102—6,5⋅103 Па. Определены режимы модифицирования повер-хностей армко-железа, аустенитных хромоникелевых ста-лей и жаропрочных никелевых сплавов.Модифицированные слои всех исследованных материаловвне зависимости от способа обработки имеют кристалли-ческое строение с субмикрокристаллической структурой.Плотность дислокаций в модифицированном слое достига-ет 2⋅1011 см—2. В жаропрочном сплаве наибольшая плот-ность дислокаций формируется по границам упрочняю-щей фазы.Высокие дисперсность структуры, плотность дислокацийи уровень напряжений 3-го рода свидетельствуют о высо-ком уровне энергии, аккумулированной в модифициро-

A typical example of such an assembly is a cermet pressureseal for vacuum equipment.The most common method for joining ceramics to metal isbrazing. Usually, the preference is given to brazing usingactive filler alloys and pastes, which are commercially pro-duced in wide ranges. However, available commercial filleralloys do not always meet existing requirements imposed onthe brazed joints. The main problems in brazing of metal toceramics are residual stresses and poor wetting of ceramics.Characteristics of wetting of ceramics and Kovar should beclose to each other.Investigations of the brazed joints were carried out by usingscanning X-ray spectral microscope – microanalyserREMMA-102-02 and X-ray diffractometer DRON-UM1 inmonochromatic CuKα-radiation by the step scan method.The graphite single crystal was used as a monochromator.Spreading on Kovar (alloy 29NK) and on ceramics Al2O3and VK94-1 in 1⋅10—2 Pa vacuum for reactive filler alloySTEMET-1203 and filler alloy 50 % Ti—Cu 50 % (vol.%)was investigated. The contact angle on Kovar at 1000 °C forTi—Cu was 5±2°, and that for STEMET-1203 was 14±2°. Thebest spreading on corundum ceramics VK94-1 was exhibitedby filler alloy Ti—Cu with a contact angle of 20±2°. Filleralloy 50 % Ti—Cu 50 % (vol.%) was recommended on thebasis of the conducted investigations for brazing of cermetpressure seals.The investigations showed that three phase components witha cubic lattice form in the brazed seal: Cu2Ti4O, Ti3Cu3Oand Al4Cu9. Intermetallic of the TixFey type leading to crack-ing was not detected.The technology was developed for brazing of cermet pressureseals, providing the low level of residual stresses.

DIFFUSION BONDING OF METALS USING RADIA-TION-BEAM TECHNOLOGIES. V.V. Kvasnitsky1, L.I.Markashova2, V.F. Kvasnitsky3, N.N. Koval4, Yu.F.Ivanov4, V.V. Uglov5, N.N. Cherenda5, I.L. Levchenko1

(1National Technical University of Ukraine «Kiev Poly-technic Institute», Kiev, Ukraine; 2The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine; 3AdmiralMakarov National Institute of Ship Building, Nikolaev,Ukraine; 4Institute of High-Current Electronics, Tomsk,Russia; 5Belarus State University, Minsk, Belarus). Thestudy considers principles of formation of a modified surfacelayer of steels and heat-resistant compounds in vacuum dif-fusion bonding (VDB). Modification of the mating surfaceswas carried out by treating them with low-energy high-cur-rent electron beams (LHEB) in vacuum of 10—2 Pa and high-energy plasma flows (HPF) in an atmosphere of inert gasor hydrogen under a pressure of 1.3⋅102—6.5⋅103 Pa. Parame-ters were identified for modification of the surfaces of Armcoiron, austenitic chrome-nickel steels and nickel superalloys.The modified layers on all investigated materials have crys-talline constitution with a sub-microcrystalline structure,independently of the treatment method. The density of dis-locations in the modified layer amounts to 2⋅1011 cm—2. Ina superalloy, the highest dislocation density forms along theboundaries of the strengthening phase.The high dispersion of the structure, dislocation density andlevel of the third-kind stresses are indicative of a high levelof the energy accumulated in the modified layer. This leadsto deformation activation of the surfaces and allows a sub-stantial decrease in the diffusion bonding temperature. Inbonding of Armco iron and austenitic steels, it is expedient


76

ванном слое, что способствует деформационной активацииповерхностей и позволяет существенно снизить темпера-туру диффузионной сварки. При сварке армко-железа иаустенитных сталей целесообразно модифицировать обеповерхности, а дисперсионно-упрочняемых никелевыхсплавов – одну из поверхностей, а вторая деталь должнанаходиться в состаренном состоянии, что локализует взоне стыка пластические деформации и обеспечивает рав-нопрочность соединений с основным металлом.

ПАЙКА МЕТАЛЛОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАДИАЦИ-ОННО-ПУЧКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. В.В. Квасниц-кий1, Л.И. Маркашова2, В.Ф. Квасницкий3, Н.Н. Ко-валь4, Ю.Ф. Иванов4, В.В. Углов5, Н.Н. Черенда5, И.Л.Левченко1 (1НТУУ «Киевский политехнический инсти-тут», Киев, Украина; 2Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина; 3Нац. ун-т ко-раблестроения, Николаев, Украина; 4Ин-т сильноточ-ной электроники, Томск, Россия; 5Белорус. гос. ун-т,Минск, Беларусь). В работе рассмотрены закономерностиформирования легированного элементами-депрессантамиповерхностного слоя жаропрочных никелевых сплавов иих соединения при пайке с давлением. Легирование про-водили путем переплавки предварительно нанесенного наповерхность элемента-депрессанта с использованием низ-коэнергетического сильноточного электронного пучка(НСЭП) или высокоэнергетического потока плазмы(ВПП) инертного газа или водорода. В качестве элемен-та-депрессанта использовали металл, который вводится вжаропрочные сплавы в небольших концентрациях дляповышения жаропрочности и стойкости против высоко-температурной солевой коррозии, но при более высокихконцентрациях снижает температуру плавления жароп-рочного никелевого сплава. Таким образом, поверхност-ный слой представляет собой по сути припой на основевысокопрочного никелевого сплава с металлом-депрессан-том. Для выравнивания химического состава в зоне стыкауже в процессе пайки толщина прослойки припоя в стыкеуменьшается путем приложения небольшого давлениясжатия.Определены режимы легирования жаропрочных сплавовс применением НСЭП и ВПП, а также пайки с давлением.Исследования структуры, химического и фазового составапоказали высокую степень однородности металла паяногосоединения, а механические испытания показали, чтосвойства соединений не ниже 90 % прочности и кор-розионной стойкости основного металла. Легированныйповерхностный слой играет роль не только припоя, но испособствует развитию пластических деформаций в стыкеза счет структурных напряжений.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ САМОРЕГУЛИРО-ВАНИЯ ПРИ РЕЗОНАНСНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКЕ.А.Е. Коротынский (Ин-т электросварки им. Е.О. Пато-на НАН Украины, Киев, Украина). При резонансной ду-говой сварке с использованием индуктивно емкостныхпреобразователей (ИЕП) наилучшее формирование швадостигается при дугах длиной lд ≈ 4—5 мм. В этом случаереализуется режим мелкокапельного и даже струйногопереноса электродного металла. Однако на токах ниже120 А наблюдается нарушение струйного переноса метал-ла из-за нестабильного напряжения на дуге. Перенос ме-талла становится комбинированным – струйным с от-дельными крупными каплями, что приводит к неравно-мерности формирования сварного соединения.В результате исследований, проведенных в работе, пока-зано, что устранение этого недостатка в системе с саморегу-

to modify both surfaces, and in bonding of precipitation-hardening nickel alloys – to modify one of the surfaces,whereas the second piece should be in the aged state, thuslocalising plastic strains in the bond zone and providing thebonds having strength equal to that of the base metal.

BRAZING OF METALS USING RADIATION-BEAMTECHNOLOGIES. V.V. Kvasnitsky1, L.I. Markashova2,V.F. Kvasnitsky3, N.N. Koval4, Yu.F. Ivanov4, V.V.Uglov5, N.N. Cherenda5, I.L. Levchenko1 (1National Tech-nical University of Ukraine «Kiev Polytechnic Institute»,Kiev, Ukraine; 2The E.O. Paton Electric Welding Insti-tute, NASU, Kiev, Ukraine; 3Admiral Makarov NationalInstitute of Ship Building, Nikolaev, Ukraine; 4Instituteof High-Current Electronics, Tomsk, Russia; 5Belarus StateUniversity, Minsk, Belarus). The study considers principlesof formation of the surface layer alloyed with depressantelements on nickel superalloys and their joints in pressurebrazing. Alloying was performed by remelting of the depres-sant elements preliminarily deposited on the surface by usinga low-energy high-current electron beam (LHEB) or a high-energy plasma flow (HPF) in an atmosphere of inert gas orhydrogen. The depressant element was a metal added tosuperalloys in small concentrations to increase heat resistanceand resistance to high-temperature salt corrosion. However,at higher concentrations it decreases the melting temperatureof nickel superalloys. Therefore, in fact, the surface layer isa filler metal based on a high-strength nickel alloy containingthe depressant element. To blend chemical composition inthe joining zone, thickness of the filler metal interlayer inthe joint is decreased during the brazing process due to ap-plication of a low compressive pressure.Parameters of alloying of superalloys by using LHEB andHPF, as well as pressure brazing were identified. Investiga-tions of structure, chemical and phase compositions showeda high degree of homogeneity of the brazed joint metal. Atthe same time, mechanical tests showed that strength andcorrosion resistance of the joints were not lower than 90 %of those of the base metal. The alloyed surface layer doesnot only act as a filler metal, but also promotes developmentof plastic strains in the joints due to structural stresses.

INVESTIGATION OF SELF-ADJUSTMENT PROC-ESSES IN RESONANCE ARC WELDING. A.E. Korotyn-sky (The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU,Kiev, Ukraine). In resonance arc welding using inductance-capacitance transducers (ICT) the best weld formation isachieved at arc length la ≈ 4—5 mm. In this case the modeof a fine-drop or even spray electrode metal transfer is real-ised. However, at a current below 120 A the spray metaltransfer is violated because of unstable arc voltage. The metaltransfer becomes of the combined type – spray with indi-vidual coarse droplets, this leading to a non-uniform forma-tion of the welded joint.As shown by the investigations, this drawback in a systemwith self-adjustment of the arc can be eliminated owing toadaptive control of characteristics of the resonance circuit.


77

лированием дуги возможно путем адаптивного управленияхарактеристик резонансного контура. Предложено два ме-тода саморегулирования в таких устройствах:• модуляция добротности сварочного контура;• автоматическое регулирование вторичного напряжениясварочного трансформатора на основе выбранного кри-терия.На основе полученных уравнений статистической харак-теристики (саморегулирование резонансного источника)определена основная его характеристика – коэффициентсаморегулирования по току.Приведенные результаты экспериментальных исследова-ний предложенных вариантов показали, что лучшие дина-мические характеристики могут быть достигнуты в схемахс модуляцией добротности сварочного контура.Именно его величина и параметры нестабильности опре-деляют качество саморегулирования.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ТЕЙ-ЛОРОВСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ЗАДАЧАХИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В НЕЛИНЕЙНОМКОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ. А.Е. Коротынский,И.В. Вертецкая, В.А. Шапка (Ин-т электросварки им.Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). Ряд задачв области сварки и других родственных технологий бази-руются на решении вопросов, связанных с анализом рабо-ты нелинейного колебательного контура. К ним относятся:анализ процессов в сварочном контуре, нелинейность ко-торого определяется ВАХ дуги; анализ процессов саморе-гулирования сварочной дуги; оптимальный расчет инстру-мента при высокочастотной механической проковке, гденелинейность связана с режимами работы пьезоэлементаи др.Для решения такого класса задач Г.Е. Пуховым был пред-ложен и разработан операторный метод дифференциаль-ного тейлоровского преобразования (ДТП), основанныйна решении нелинейных дифференциальных уравнений спомощью рядов Тейлора.Основное отличие ДТП от интегральных преобразованийзаключается в том, что переход от оригинала к изобра-жению производится дифференцированием оригинала. Воснову метода положена идея в преобразовании функцииоригинала от непрерывного аргумента (например, вре-мени) в функцию изображения от дискретного аргумента,коэффициенты которого называются дискретами. Разра-ботанная в ДТП система правил перехода позволяет соз-давать изображающие уравнения, практически не прибе-гая к дифференцированию. Процедуры в области изобра-жения производятся на уровне алгебраических преобра-зований.Обратный переход от изображения к оригиналу осущес-твляется достаточно просто – путем применения рядовТейлора. На основе такого подхода в докладе показанаэффективность анализа процессов в контуре.

ОСОБЕННОСТИ ЗАРЯДНО-РАЗРЯДНЫХ ПРОЦЕС-СОВ В СУПЕРКОНДЕНСАТОРАХ. А.Е. Коротын-ский, Н.П. Драченко, В.А. Шапка (Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). Неко-торые виды современных технологических процессов тре-буют использования мощных импульсных источников пи-тания (ИИП). В настоящее время в схемах высокоэф-фективных ИИП применяются энергетические накопите-ли на суперконденсаторах (СК) с двойным электрическимслоем. По некоторым характеристикам СК весьма схожис Li-Ion аккумуляторами, но в отличие от них имеют спо-собность поглощать или отдавать электрические импульсы

Two methods are suggested for self-adjustment in such de-vices:• modulation of Q-factor of the welding circuit;• automatic adjustment of secondary voltage of the weldingtransformer based on the selected criterion.Main characteristic of the resonant-mode power supply, i.e.current self-adjustment coefficient, was determined on thebasis of the derived statistical characteristic equations.Results of experimental investigations of the suggested vari-ants showed that the best dynamic characteristics can beachieved in circuits with modulation of the welding circuitQ-factor.It is this value and instability parameters that determine thequality of self-adjustment.

APPLICATION OF DIFFERENTIAL TAYLOR TRANS-FORM IN PROBLEMS OF INVESTIGATION OF THEPROCESSES OCCURRING IN NONLINEAR OSCILLA-TORY CIRCUIT. A.E. Korotynsky, I.V. Vertetskaya, V.A.Shapka (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). There are issues in the field ofwelding and related technologies that are based on solvingthe problems associated with analysis of operation of thenonlinear oscillating circuit. They include: analysis of theprocesses occurring in the welding circuit, whose nonlinear-ity is determined by the volt-ampere characteristic of thearc, analysis of the processes of self-adjustment of the arc,optimal design of the tool used for high-frequency mechanicalpeening, where nonlinearity is associated with operating con-ditions of a piezoelectric cell, etc.To solve this class of the problems, G.E. Pukhov suggestedand developed an operator method of differential Taylortransform (DTT), which is based on solving nonlinear dif-ferential equations by using the Taylor series.The main difference of DTT from integral transformationslies in the fact that transition from an original to an imageis performed by differentiation of the original. The methodis based on the idea of transformation of the original functionof a continuous argument (e.g., time) to the image functionof a discrete argument, the coefficients of which are calleddiscrete values. The system of transition rules developed inDTT allows deriving the image equations without differen-tiation. Procedures in the image field are performed at alevel of algebraic transformations.The reverse transition from the image to the original is carriedout sufficiently simply, i.e. by using the Taylor series. Thepaper shows the efficiency of analysis of the processes oc-curring in the circuit on the basis of this approach.

PECULIARITIES OF CHARGING-DISCHARGINGPROCESSES IN WELDING CIRCUIT. A.E. Korotynsky,N.P. Drachenko, V.A. Shapka (The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Some types ofmodern technological processes require the use of a high-ca-pacity switch-mode power supply (SMPS). At present thecircuits of high-efficiency SMPS comprise energy storesbased on supercapacitors (SC) with a double electric layer.SCs are very similar to Li-Ion accumulators in some charac-teristics, but unlike these accumulators they are capable ofabsorbing or returning the high-power electric pulses. Theyare little critical to cyclicity and level of the charging current,


78

большой мощности. Они мало критичны к цикличности иуровню зарядного тока, что накладывает свои особенностина схемотехнику устройств их заряда. В отличие от обыч-ных зарядных устройств зарядное устройство для СК ис-пользует гибкие адаптивные алгоритмы, позволяющиемаксимально эффективно заряжать СК не только в базо-вом режиме стабильной мощности заряда, но и произ-водить их заряд при поглощении мощных импульсов. Уро-вень зарядно-разрядных токов СК определяется исходяиз требований диссипации тепла, выделяемого в активнойзоне СК в процессе его работы. В связи с этим необходимособлюдать условие, при котором среднеквадратичные зна-чения токов заряда – разряда в цикле не должны пре-вышать максимального значения номинального тока длякаждого конкретного типа СК. Время рабочего цикла оп-ределяется индивидуально для конкретного варианта при-менения СК и его конструктивного исполнения. Обычно,для получения заданных величин емкости и напряженияСК объединяют в батареи с последовательно-параллель-ным соединением элементов – БаСК, что, в свою очередь,требует применения дополнительных аппаратных средств(эквалайзеров) для выравнивания напряжений на отдель-ных ячейках БаСК в процессе ее работы.Предложенные схемы заряда СК с использованием эква-лайзера могут найти применение в различных мобильныхсварочных комплексах, в системах накопления и рекупе-рации электрической энергии, а также в установках дляконтактной сварки. Весьма перспективно их применениев импульсно-дуговых процессах и других приложениях.

НОВЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СВАР-КИ И НАПЛАВКИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ И РАЗНО-РОДНЫХ СТАЛЕЙ. В.М. Кулик, Э.Л. Демченко, Д.В.Васильев, В.П. Елагин (Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина). В ИЭС им. Е.О.Патона НАН Украины разработаны высоколегированныехромомарганцевые электроды и самозащитная порошко-вая проволока для сварки и наплавки аустенитным метал-лом без подогрева и отпуска трудносвариваемых закали-вающихся и разнородных сталей, в том числе 110Г13Л,горнодобывающего, горно-обогатительного и др. оборудо-вания. Они приемлемы для заварки дефектов литья, ре-монтной сварки труднодоступных участков конструкций,насыщенных в процессе эксплуатации серой и другимизагрязнениями. Их производство освоено НИЦ МСНИЭС им. Е.О. Патона, стоимость – в 2—3 раза нижехромоникелевых сварочных материалов.Стержни и оболочка новых материалов выполняются изнедорогой низкоуглеродистой стали, покрытие и заполни-тель обеспечивают требуемое легирование наплавленногометалла, стабильное горение дуги, газошлаковую защитузоны сварки, связывание водорода. Сварка новыми мате-риалами характеризуется умеренным разбрызгиваниемэлектродного металла, удовлетворительной отделимостьюот шва шлаковой корки, устойчивостью против образо-вания пор и трещин в сварных соединениях.Повышенное содержание углерода (до 0,39 %) и азота вметалле, наплавленном электродами АНВМ-2 и АНВМ-3(проволокой ПП-АНВМ-3), обеспечивает высокие значе-ния его предела текучести – 380—540 и 420—610 МПа,временного сопротивления – 610—720 и 670—760 МПа сдостижением стыковым соединением прочности 910 МПа.Сужение мартенситной прослойки в зоне сплавления слегированной сталью уменьшает отрицательное влияниеее на ударную вязкость, а склонность хромомарганцевогометалла шва к деформационному упрочнению (возраста-ние твердости до HRC 39—50) способствует увеличению

this setting certain peculiarities on circuitry of their chargingdevices. In contrast to conventional charging devices, thecharging device for SCs uses flexible adaptive algorithms,which permit charging SCs to the maximum possible degreenot only in the basic mode of stable power of the charge,but also charging them at absorption of high-power pulses.The level of charging-discharging currents of SCs is deter-mined on the basis of requirements for dissipation of the heatreleased in the active zone of SC during its operation. Inthis connection, it is necessary to meet the condition at whichthe root-mean-square values of the charging-discharging cur-rents should not exceed the maximal value of the rated cur-rent for each specific type of SC.The time of a work cycle is determined individually for aspecific variant of application of SC and its design embodi-ment. Normally, to provide the preset values of capacitanceand voltage, SCs are joined into banks with series-parallelconnection of the elements, BaSC, this in turn requiring theuse of additional hardware (equalisers) for equalising ofvoltages at individual cells of BaSC during its operation. The suggested circuits of charging SCs by using the equalisercan find application in different mobile welding complexes,systems for storing and recuperation of the electric power,as well as in units for resistance welding. They hold highpromise for the pulsed-arc processes and other applications.

NEW ELECTRODE MATERIALS FOR WELDING ANDCLADDING OF HIGH-STRENGTH AND DISSIMILARSTEELS. V.M. Kulik, E.L. Demchenko, D.V. Vasiliev,V.P. Elagin (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). The E.O. Paton Electric WeldingInstitute of the NAS of Ukraine developed high-alloy chrome-manganese electrodes and self-shielding flux-cored wire forwelding and cladding of hard-to-weld hardening and dis-similar steels, including 110G13L, mining, ore mining andprocessing and other equipment with austenitic metal with-out preheating and tempering. They can be used for weldingof casting defects, repair welding of hard-to-reach areas ofstructures that become saturated with sulphur and othercontaminants during operation. Their production was mas-tered by the Engineering Centre for Welding and CladdingConsumables of the E.O. Paton Electric Welding Institute,their cost being 2—3 times lower than cost of the chrome-nickel welding consumables.The rods and sheaths of the new consumables are made frominexpensive low-carbon steel, the covering and filler provid-ing the required alloying of the deposited metal, stable arc-ing, gas-slag shielding of the welding zone, and fixing ofhydrogen. Welding using the new consumables is charac-terised by moderate spattering of the electrode metal, satis-factory detachability of the slag crust from the weld, andresistance to pores and cracks in the welded joints.Increased carbon (up to 0.39 %) and nitrogen contents ofthe metal deposited with electrodes ANVM-2 and ANVM-3(wire PP-ANVM-3) provide the high values of its yieldstrength, i.e. 380—540 and 420—610 MPa, and tensilestrength, i.e. 610—720 and 670—760 MPa, with the butt jointachieving strength of 910 MPa. Narrowing of a martensiteinterlayer in the zone of fusion to alloyed steel decreases thenegative effect on impact toughness, whereas the sensitivityof the chrome-manganese weld metal to strain hardening(increase in hardness to HRC 39—50) leads to increase inimpact-abrasive wear resistance. This ensures improvement


79

ударно-абразивной износостойкости. Этим достигаетсяповышение работоспособности и эксплуатационной долго-вечности сварных соединений и снижение на 25—30 % рас-хода электродных материалов, электроэнергии и трудо-емкости сварки.

ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТИ И ВЯЗКОСТИ СВАР-НЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ.Т.М. Лабур (Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАНУкраины, Киев, Украина). Создание новых высокоэф-фективных легких изделий для авиации и ракетостроениянеразрывно связано с решением трех основных проблеммашиностроения: уменьшение веса, снижение стоимостии повышение эксплуатационных характеристик. Поэтомуалюминий и его сплавы остаются основными конструк-ционными материалами на современном этапе и в ближай-шей перспективе. Реализации их широкого применения вразличных областях народного хозяйства содействует раз-витие высокоэффективных сварочных технологий. Выборспособа и оптимального процесса формирования качест-венных неразъемных соединений определяется степеньюразработки металловедческих проблем сварки алюминие-вых сплавов и уровнем техники, использующейся приэтом. Для получения соединений из алюминиевых сплавовв настоящее время опробованы практически все известныеспособы сварки плавлением и в твердой фазе.Плавление и кристаллизация структурных составляющихсвариваемых алюминиевых сплавов, протекающие присварке плавлением, вызывают образование в межзеренномпространстве протяженных хрупких участков из пересы-щенных и интерметаллидных фаз. Это приводит к разви-тию неоднородности структуры по содержанию легирую-щих элементов и примесей, содержащихся в различныхзонах сварных соединений вследствие их сегрегации вдольграниц зерен, создает предпосылки для охрупчивания ме-талла и ускоренного зарождения и распространения тре-щин. По мере увеличения объемной доли таких участковв структуре сварного соединения отмечается рост уровняконцентрации напряжения, на что указывает образованиеплоских участков рельефа вдоль границ кристаллитов изерен на изломах разрушенных образцов. Уровень номи-нального разрушающего напряжения металла при этомснижается до значений 265 МПа, критического коэффи-циента интенсивности напряжения 21,5 МПа√⎯⎯м , крити-ческого раскрытия трещины 0,03 мм, энергии зарожденияи удельной работы распространения трещины 2,5 Дж/см2

и 3,8 Дж/см2 соответственно.Рассмотрены пути повышения характеристик прочностии вязкости разрушения, определяющих надежность кон-струкций из алюминиевых сплавов в условиях безопаснойэксплуатации, с использованием различных технологичес-ких процессов, включая сварку. Показано, что использо-вание низкой погонной энергии при сварке и новых моди-фицированных сварочных проволок наряду с уменьшени-ем количества вредных примесей в основном металле обес-печивает получение стабильного качества швов и высокийуровень физико-механических свойств во всех структур-ных зонах соединения, полученных при сварке алюминие-вых сплавов плавлением, что улучшает их работоспособ-ность в конструкциях, эксплуатирующихся в сложныхусловиях.

ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ МЕ-ТАЛЛА МАЛОЙ ТОЛЩИНЫ. В.А. Лебедев1, А.И. Гед-рович2, К.В. Бородина2 (1Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина; 2Восточноукр.нац. ун-т им. В. Даля, Луганск, Украина). При изготов-

of performance and extension of service life of the weldedjoints, and a 25—30 % decrease in consumption of the elec-trode materials, electric power and labour intensity in weld-ing.

INCREASE IN STRENGTH AND TOUGHNESS OFWELDED JOINTS ON ALUMINIUM ALLOYS. T.M. La-bur (The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU,Kiev, Ukraine). Manufacture of new high-efficiency lightparts for aircraft and rocket engineering is inseparably linkedwith solving of the three main engineering problems: decreasein weight, reduction of cost, and improvement of servicecharacteristics. Therefore, aluminium and its alloys remainto be the key structural materials and will be so in the nearestfuture. Their wide application in different industries pro-motes development of the high-efficiency welding technolo-gies. The choice of the method and optimal process for for-mation of quality permanent joints is determined by thedegree of elaboration of metals science problems in weldingof aluminium alloys, as well as by the engineering level usedin this case. Practically all known fusion welding and solid-state joining methods were tried out to produce joints onaluminium alloys.Melting and solidification of structural components of alu-minium alloys in fusion welding lead to formation of ex-tended brittle regions of oversaturated and intermetallicphases in grain spacings. This causes development of hetero-geneity of structure as to the content of alloying elementsand impurities in different zones of the welded joints becauseof their segregation along the grain boundaries, creates pre-conditions for embrittlement of metal and accelerated initia-tion and propagation of cracks. Growth of the level of con-centration of stresses is observed in structure of the weldedjoints with increase in volume fraction of such regions, thisbeing indicative of formation of the flat relief regions alongthe boundaries of crystallites and grains at fractures of thedestructed specimens. The level of rated fracture stresses inmetal in this case decreases to the values of 265 MPa, thatof critical stress intensity factor – to 21.5 MPa√⎯⎯m, criticalcrack displacement – to 0.03 mm, and energy of initiationand specific energy of propagation of crack – to 2.5 and3.8 J/cm2, respectively.The ways of improving the characteristics of strength andfracture toughness are considered, which determine reliabil-ity of structures of aluminium alloys under the safe operationconditions using different technological processes, includingwelding. It is shown that the use of low heat input in weldingand new modified welding wires, along with decrease in theamount of harmful impurities in the base metal, providesthe consistent quality of the welds and high level of physi-cal-mechanical properties in all structural zones of the jointsproduced in fusion welding of aluminium alloys, which im-proves their performance in structures operating under severeconditions.

ELECTRIC-ARC FUSION WELDING OF METAL OFSMALL THICKNESS. V.A. Lebedev1, A.I. Gedrovich2,K.V. Borodina2 (1The E.O. Paton Electric Welding Insti-tute, NASU, Kiev, Ukraine; 2V. Dal East-Ukrainian Na-tional University, Lugansk, Ukraine). Thin metal is used


80

лении большого количества сварных металлоконструкцийиспользуется тонкий металл. Это стенки вагонов, емкости,силосы и другие изделия. В результате сборки и сваркивозникают две проблемы: получение качественных свар-ных швов и требуемой геометрии конструкции. Много-численные исследования, проведенные при сварке тонкогометалла (0,4—2,0 мм) позволили установить следующее.Качество сварных швов определяется большим количест-вом факторов: качеством сборки под сварку, погоннойэнергией сварки, точностью наведения дуги на стык и т. д.Из всего многообразия факторов выделяется погоннаяэнергия сварки, которая обеспечивает требуемое проплав-ление и геометрию шва. Избыточное тепло может вызватьчрезмерные деформации тонкого листа в плоскости и изплоскости. Поэтому стыковые соединения сталей толщи-ной 0,5-1,2 мм рекомендуется сваривать на медных, стек-лянных и керамических подкладках. Для уменьшения де-формаций и поводок предпочтительнее преимущественноиспользовать нестационарные процессы по следующим на-правлениям: импульсная подача проволоки диаметром0,6—0,8 мм, модулированные режимы, сварка в импульс-ном режиме при питании от источника с повышеннымидинамическими свойствами по току, сварка с частыми при-нудительными короткими замыканиями, использовать им-пульсные источники питания дуги. Сварку необходимовести вертикальным электродом, дугу направлять на ван-ну жидкого металла. В качестве защитных газов рекомен-дуются углекислый газ и смеси Аr + 25 % CO2, Аr + O2 ++ 20 % CO2. В качестве источников рекомендуются пре-образователи различных моделей и выпрямители (разра-ботки ИЭС им. Е.О. Патона) с механизмом импульснойподачи электродной проволоки системы Лебедева. Крометого, возможна сварка с периодическим изменением мощ-ности дуги или прекращением процесса с использованиемпроволоки диаметром 0,8—1,2 мм. Изменение мощностиили прекращение процесса производят с частотой 0,3—4,0 Гц.

ФОРМИРОВАНИЕ ШВОВ ПРИ ИМПУЛЬСНО-ДУ-ГОВОЙ СВАРКЕ БАЛОК В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ. В.А.Лебедев1, А.И. Гедрович2, В.Н. Сысоев2 (1Ин-т электро-сварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина;2Восточноукр. нац. ун-т им. В. Даля, Луганск, Украи-на). В работе рассматривается возможность сварки пояс-ных швов балок составного сечения (коробчатого и другихпрофилей) в импульсном режиме, обеспечивая получениеизделий с минимальным продольным прогибом. Сваркабалок большой длины без соответствующей оснастки дляжесткого ее крепления при сварке вызывает необходи-мость в послесварочной обработке: тепловой правке, виб-рообработке, градиентной обработке и т. п. для устране-ния продольного прогиба, появление которого связано собразованием усадочной силы. Величина усадочной силыот углового шва пропорциональна погонной энергии свар-ки. Внедрение импульсной технологии сварки позволяетболее полно использовать энергию дуги и получать швытакого же поперечного сечения на погонных энергиях на40—50 % меньших, чем при сварке по традиционной тех-нологии. Таким образом, можно получать конечные де-формации в пределах допуска. Однако при реализацииимпульсной технологии необходимо решить вопросы, свя-занные с формированием сварных швов, с обеспечениемстабильности процесса и минимальным разбрызгиваниемметалла сварочной ванны. Исследования проводили присварке балочных элементов из низкоуглеродистой стали«в лодочку» проволокой диаметром 1,2 мм в смеси защит-ного газа 80 % углекислоты и 20 % кислорода. Основной

for fabrication of a large number of welded metal structures.These are walls of railway cars, tanks, silo towers and otherparts. Two problems arise as a result of assembly and weldingof thin metal: production of quality welds and required ge-ometry of a structure. Numerous investigations conducted inwelding of thin metal (0.4—2.0 mm) made it possible toestablish the following. Quality of the welds is determinedby a large number of factors, such as quality of fit-up forwelding, welding heat input, accuracy of guiding of the arcto a joint, etc. Among a wide variety of factors we candistinguish the welding heat input, which provides the re-quired penetration and geometry of the weld. Excessive heatcan cause excessive distortions of a thin sheet in plane andout of plane. Therefore, it is recommended to weld the buttjoints on steels 0.5—1.2 mm thick using the copper, glass orceramic backings. To reduce distortions and buckles, it ispreferable to use the following non-stationary processes:pulsed feed of 0.6—0.8 mm diameter wire, modulated modes,welding in a pulsed mode with the power supplied from asource having increased dynamic current characteristics,welding with frequent forced short circuits, and use of pulsedarc power supplies. Welding should be performed with avertical electrode, and the arc should be directed to themolten metal pool. It is recommended to use carbon dioxideand mixtures of Ar + 25 % CO2 or Ar + O2 + 20 % CO2 asshielding gases. Different models of transducers and rectifiers(developed by the E.O. Paton Electric Welding Institute)with the Lebedev’s system mechanism for pulsed feed of theelectrode wire are indicated for use as the power supplies.In addition, it is possible to perform welding with periodicchanges in the arc power or shutdown of the process usingthe 0.8—1.2 mm diameter wire. The power is changed or theprocess is shutdown at a frequency of 0.3—4.0 Hz.

FORMATION OF WELDS IN GAS-SHIELDED PUL-SED ARC WELDING OF BEAMS. V.A. Lebedev1, A.I.Gedrovich2, V.N. Sysoev2 (1The E.O. Paton Electric Weld-ing Institute, NASU, Kiev, Ukraine; 2V. Dal East-Ukrain-ian National University, Lugansk, Ukraine). The paperconsiders the possibility of welding of belt welds on beamsof a compound section (box-like and other profiles) in thepulsed mode, providing parts with a minimal longitudinalsag. Welding of a long beam without appropriate fixture forits rigid fastening during welding leads to the need to conductpost-weld heat treatment: thermal straightening, vibrationtreatment, graded treatment, etc., to remove the longitudinalsag, the formation of which is related to the effect of ashrinkage force. The value of the shrinkage force due to thefillet weld is proportional to the welding heat input. Appli-cation of the pulsed welding technology allows a more com-plete utilisation of the arc energy and production of weldsof the same cross section at heat inputs that are 40-50 %lower than in welding using the traditional technology.Therefore, the final distortions in this case can be kept withinthe tolerable limits. However, implementation of the pulsedtechnology requires solving the problems related to forma-tion of the welds, ensuring stability of the process and mini-mal spattering of the weld pool metal. Investigations werecarried out in gravity welding of beam elements of low-carb-on steel using the 1.2 mm diameter wire in a shielding gasmixture of 80 % carbon dioxide and 20 % oxygen. The maindrawback of this technology is an increased spattering of theelectrode metal. Stability of the process is associated with


81

недостаток этой технологии – повышенное разбрызгива-ние электродного металла. Стабильность процесса связанас переносом электродного металла в сварочную ванну. Ха-рактер переноса электродного металла устанавливали вы-сокоскоростной киносъемкой. В ходе экспериментов изме-няли ток, частоту импульсов, амплитуду колебания тока.Установлено, что перенос электродного металла можетбыть крупнокапельным с короткими замыканиями дуго-вого промежутка, крупнокапельным без коротких замы-каний, перенос каплями среднего размера, струйный пере-нос. Подтверждено мнение, существующее в техническойлитературе о наличии диапазона режимов сварки, обес-печивающих минимальное разбрызгивание и хорошееформирование металла шва при сварке в нижнем поло-жении: при токе 150—450 А соответствующее напряжение24—35 В.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙИ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАПЛАВЛЕН-НОГО ВАЛИКА ПРИ УПРАВЛЯЕМЫХ МЕХАНИ-ЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ. В.А. Лебедев, С.Ю. Мак-симов, И.В. Лендел (Ин-т электросварки им. Е.О. Па-тона НАН Украины, Киев, Украина). Процессы дуговоймеханизированной наплавки, а также оборудование дляих реализации постоянно совершенствуются, в частности,для получения валиков с оптимальными геометрическимипараметрами, регулирования глубины проплавления, ми-нимизации потерь электродного металла, уменьшения раз-мера ЗТВ, снижения затрат электроэнергии и др.В настоящей работе исследовались характеристики тепло-вых полей при импульсной подаче электродной проволо-ки, а также решалась задача поиска оптимальных геомет-рических параметров наплавленного валика при различ-ного вида низкочастотных, управляемых колебаний ванныжидкого металла.Как известно, параметры (частота, шаг, скважность) им-пульсной подачи электродной проволоки, их комбинации,влияют на ввод тепла в наплавляемое изделие, размертепловых полей и размер ЗТВ, в частности. По результа-там экспериментальных данных создана математическуюмодель, используя которую можно прогнозировать харак-теристики ЗТВ при заданных параметрах импульсной по-дачи электродной проволоки.Для изучения влияний различного вида колебаний сва-рочной ванны был разработан специальный эксперимен-тальный стенд (манипулятор) с различными характерис-тиками колебаний стола с наплавляемым изделием. Егоиспользование дало возможность исследовать влияние та-ких колебаний на наплавляемый металл, и, в частности,создать математическую модель для определения опти-мальных геометрических параметров наплавляемого вали-ка от параметров колебаний (частоты, амплитуды, рассто-яния от центра вращения). Эти исследования позволилирасширить знания о влиянии различного вида управляе-мых механических колебаний на наплавляемый металл.

ИСТОЧНИК ДЛЯ ДУГОВОЙ МЕХАНИЗИРОВАН-НОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ УДА-ЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ. В.А. Лебедев1, С.Ю. Макси-мов1, Ю.А. Ярос2 (1Ин-т электросварки им. Е.О. Пато-на НАН Украины, Киев, Украина; 2АМИТИ, ОООНПФ, Николаев, Украина). Задачи, связанные с механи-зированной сваркой плавящимся электродом на удален-ных объектах, возникают в случаях применения полуав-томатов как в естественной среде (монтаж многоэтажныхгражданских и промышленных объектов), так и под во-дой, где дуга горит непосредственно в водной среде (свар-

transfer of the electrode metal to the weld pool. The characterof transfer of the electrode metal was determined by high-speed filming. The current, pulse frequency and current os-cillation amplitude were varied during the experiments. Itwas found that transfer of the electrode metal can be globularwith short circuits of the arc gap, globular without shortcircuits, transfer by droplets of a medium size, and spraytransfer. The opinion existing in literature that there is arange of the welding parameters providing minimal spatter-ing and good weld formation in flat welding at a current of150—450 A and voltage of 24—35 V was confirmed.

MATHEMATICAL MODEL OF TEMPERATUREFIELDS AND OPTIMAL PARAMETERS OF THE DE-POSITED BEAD UNDER CONTROLLED MECHANI-CAL EFFECTS. V.A. Lebedev, S.Yu. Maksimov, I.V. Len-del (The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine). The processes of mechanised arc cladding, as wellas the equipment for their implementation are continuouslyimproved. This concerns, in particular, production of beadswith optimal geometric parameters, adjustment of the penetra-tion depth, minimisation of electrode metal losses, decrease inHAZ size, reduction of power consumption, etc.This study was aimed at investigation of characteristics ofthe temperature fields in pulsed electrode wire feeding, aswell as at addressing of the problem of finding the optimalgeometric parameters of the deposited beads at different typesof low-frequency, controlled oscillations of the molten metalpool.Parameters (frequency, pitch, pulse ratio) of pulsed elec-trode wire feeding and their combinations are known to affectthe input of heat into a workpiece being clad, size of thetemperature fields and size of HAZ, in particular. The mathe-matical model was developed on the basis of the experimentaldata. This model can be used to predict the HAZ charac-teristics at preset parameters of the pulsed electrode wirefeed.The special test rig (manipulator) with different charac-teristics of oscillations of the table for a workpiece to beclad was developed to study the effects of different types ofoscillations of the weld pool. The application of this rigmade it possible to investigate the effect of these oscillationson the deposited metal and, in particular, develop the mathe-matical model for identification of optimal geometric pa-rameters of the deposited bead depending on the oscillationparameters (frequency, amplitude, and distance from therotation centre). These investigations allowed widening ofthe knowledge on the influence of different types of control-led mechanical oscillations on the deposited metal.

POWER SUPPLY FOR MECHANISED METAL ARCWELDING OF REMOTE OBJECTS. V.A. Lebedev1,S.Yu. Maksimov1, Yu.A. Yaros2 (1The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine; 2Reserach andProduction Company «AMITI», Nikolaev, Ukraine). Theproblems related to mechanised metal arc welding of remoteobjects arise in the cases of using semiautomatic devices bothin the natural environment (erection of multi-storeyed civiland industrial facilities) and under the water, where the arcburns directly in the water environment (wet welding). Inthese and other similar cases the welding current source is


82

ка мокрым способом). В этих и других подобных случаяхисточник сварочного тока удален от механизма подачи назначительное расстояние, которое может достигать не-скольких сотен метров. При этом возникает проблемадлинных сварочных кабелей, которые в значительной ме-ре искажают статические вольт-амперные характеристики(ВАХ) и динамические характеристики источника свароч-ного тока – падение напряжения в сварочной цепи, до-стигающее десятков вольт, изменение (в разы) постояннойвремени в указанной цепи.Решить рассмотренную задачу, используя известные и вы-пускаемые промышленностью источники сварочного тока,принципиально невозможно.В ИЭС им. Е.О. Патона и научно-производственной фир-ме АМИТИ выполнен необходимый комплекс исследова-ний и на их основании предложена конструкция специали-зированного источника питания для механизированной иавтоматической сварки сплошными и порошковыми элек-тродными проволоками, предназначенного для работыпри большом удалении подающего механизма (автомата)от источника питания.Отличительной особенностью источника питания являетсявозможность формирования регулируемой ВАХ для ком-пенсации падения напряжения на сварочных кабелях.Для обеспечения высокого качества сварки при примене-нии различных видов сварочной проволоки источник пи-тания имеет возможность регулирования динамическиххарактеристик для установки необходимой для конкрет-ной электродной проволоки скорости нарастания тока про-цесса. Обоснованное применение принципа ПИД регули-рования для создания необходимых характеристик позво-ляет гарантировать стабильную работу источника питанияво всем диапазоне регулировок и повторяемость выбран-ных параметров настройки.Источник в макетном и промышленном исполнениях изго-товлен фирмой АМИТИ, испытан и успешно внедрен вкомплекте оборудования для автоматической мокрой под-водной сварки на токе до 300 А.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАДЕЖНОСТЬ МЕХАНИЗИ-РОВАННОГО СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.В.А. Лебедев1, Д.В. Плющ2 (1Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина; 2ООО«Навко-Тех», Киев, Украина). Одним из важнейших тех-нико-экономических показателей качества любого изде-лия является его надежность. В стандартной формули-ровке надежность изделия рассматривается как его свой-ство обеспечивать установленные значения параметровфункционирования при заданных условиях. Обычно го-ворят о технической надежности изделия. При этом выде-ляют такие ее компоненты, как безотказность, долговеч-ность, ремонтопригодность и сохраняемость.Применительно к сварочному оборудованию высокие по-казатели безотказности, ремонтопригодности, долговеч-ности и сохраняемости должны быть в основном заложеныв его конструкции при изготовлении путем обеспечениявысокого уровня надежности технических решений, вы-сокого качества изготовления, контроля, испытания и до-водки, а также обеспечены организацией соответствующихусловий хранения и должного уровня обслуживания приэксплуатации.Целью настоящей работы является анализ возможныхвариантов обеспечения технологической надежности сва-рочного оборудования как составляющей его техническойнадежности.В этом случае целесообразно рассматривать такие состав-ляющие технологической надежности, как вылет и ско-

located at a substantial distance, which may cause a problemof long welding cables, thus considerably distorting static(volt-ampere characteristics – VAC) and dynamic proper-ties of the welding current source, such as the drop of voltagein the welding circuit amounting to tens of volts, and vari-ations (by several factors) of time constant in the said circuit.This problem cannot be solved, in principle, by using theknown and commercially produced welding current sources.The E.O. Paton Electric Welding Institute and Researchand Production Company «AMITI» completed the requiredpackage of research and suggested, on its base, the designof a specialised power supply for mechanised and automaticsolid and flux-cored wire welding, which is intended foroperation at a large distance of the feed mechanism (auto-matic device) from the power supply.A distinctive feature of the power supply is the possibilityof formation of adjustable VAC to compensate for the dropof voltage in welding cables.To assure the high quality of welding using different typesof welding wire, the power supply has the possibility ofadjusting dynamic characteristics in order to set the currentgrowth rate required for a specific electrode wire. The sub-stantiated use of the PID control to form the required char-acteristics guarantees the stable operation of the power sup-ply over the entire control range and repeatability of theselected control parameters.The power supply in the mock-up and commercial embodi-ments was manufactured by Company «AMITI», was testedand successfully applied in a set of equipment for automaticwet underwater welding at a current of up to 300 A.

TECHNOLOGICAL RELIABILITY OF MECHANISEDWELDING EQUIPMENT. V.A. Lebedev1, D.V.Plyushch2 (1The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine; 2Limited Liability Company«Navko-Teh», Kiev, Ukraine). One of the most importanttechnical-economic indicators of quality of any product isits reliability. In its standard meaning, reliability is regardedas a property to provide the specified values of functioningparameters under specified conditions. Normally, the pointis a technical reliability of a product, where such its com-ponents as trouble-free operation, long service life, re-pairability and storageability are distinguished.For the welding equipment, the high values of trouble-freeoperation, long service life, repairability and storageabilityshould be built into its design in manufacture by ensuringthe high level of reliability of technical solutions, high qual-ity of manufacture, monitoring, testing and optimisation,and should be provided by arrangement of the required stor-age conditions and proper level of maintenance in operation.The purpose of this study was to analyse the possible variantsof ensuring the technological reliability of the welding equip-ment as a component of its technical reliability.In this case it is expedient to consider such components ofthe technological reliability as electrode wire extension andfeed speed, and movement along the joint being welded, thedeviations from the specified and maintained values of whichcause problems with formation of the weld bead, metal qual-ity, mechanical properties of the weld and HAZ. The prob-


83

рость подачи электродной проволоки, перемещение вдольлинии свариваемого стыка, при отклонении от заданныхи поддерживаемых значений которых возникают пробле-мы с формированием валика шва, качеством металла, ме-ханическими свойствами как шва, так и зоны термическоговлияния. Очень важное значение в этих условиях приобре-тают задачи, связанные с энерго- и ресурсосбережением,которые неизбежно возрастают при нарушении технологи-ческих режимов. Очевидно, что указанные отклонения яв-ляются следствием ненадежно работающего сварочногооборудования, его отдельных систем или неправильноговыбора самого оборудования или условий его эксплуата-ции, что и приводит к проблеме обеспечения технологичес-кой надежности.С точки зрения обеспечения требуемого качества сварногосоединения и его повторяемости от изделия к изделиютехническая надежность является составляющей техноло-гической надежности. Следует отметить, что любое сва-рочное производство сопряжено с широким спектром тех-нологических возмущений. Для процесса дуговой сваркиплавящимся электродом в среде защитных газов это избы-точный зазор (постоянный или переменный), смещениеэлектрода от линии соединения, изменение вылета и прос-транственного положения электрода (отклонение от нор-мали или заданного угла), а также депланация и неодина-ковая толщина металла по длине шва (стыковые швы). Сцелью компенсации этих возмущений необходимо вводитькоррекцию параметров режима сварки, а когда этого не-достаточно – использовать соответствующие конкретнымусловиям системы слежения, стабилизацию параметровработы оборудования, применять другие процессы и т. п.Очевидно, что выбор эффективного способа получениянадежного соединения при указанных возмущениях –сложная, многофакторная задача. В качестве примера обе-спечения технологической надежности за счет изменениярежимов сварки с их увеличением, можно рассмотретьраспространенный случай смещения электрода с линиистыкового шва (как неизбежного явления) без скоса кро-мок в нижнем положении при однопроходной сварке сосквозным проплавлением в среде защитных газов. Решаяэту задачу и обеспечивая надежное соединение, можнополучить как ухудшение служебных качеств металла шва,так и существенное повышение расхода электроэнергии иэлектродного металла. Здесь решение следует искать вкомбинированных процессах (модуляция, колебанияэлектрода, активирующие пасты и др).

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ УПРАВЛЕ-НИЯ ПЕРЕНОСОМ ЭЛЕКТРОДНОГО МЕТАЛЛАПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ С КОРОТКИМИ ЗАМЫКА-НИЯМИ. В.А. Лебедев1, М.С. Сорокин2, А.А. Белов2

(1Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина; 2«Эллой-ИТ», Нижний Новгород, Рос-сия). Решение проблем управления переносом электрод-ного металла, в частности, при механизированной сваркес короткими замыканиями дугового промежутка имеетмножественные разработки в алгоритмическом и техничес-ком направлениях, которые сводятся к решению задач,связанных со свойствами сварного соединения, энерго- иресурсосбережением. Полное решение комплекса задачпри сварке и наплавке остается перспективой, достижениекоторой и представляет собой научный и технико-техно-логический поиск, проводимый как ведущими фирмами-производителями современного сварочного оборудования,так и отдельными группами специалистов. В последнеевремя вся новизна технических решений основывается навозможностях инверторных источников сварочного тока,

lems related to power- and resource-saving, which inevitablyaggravate in violation of technological conditions, acquirea very high significance in this case. Apparently, the saiddeviations result from an unreliably working welding equip-ment, its separate systems, or an improper choice of theequipment itself or its service conditions, this leading to theproblem of ensuring the technological reliability. In termsof assuring the required quality of a welded joint and itsrepeatability from product to product, the technical reliabil-ity is a component of the technological reliability. It shouldbe noted that any welding production involves a wide rangeof technological disturbances. For the process of gas metalarc welding, this is an excessive gap (constant or variable),displacement of electrode from the joining line, variationsin electrode extension and spatial position (deviation froma normal or from a preset angle), as well as deplanation anddiffering thickness of metal along the length of the weld(butt welds). To compensate for these disturbances it isnecessary to make correction of the welding process parame-ters, and when it is not enough, use the tracking systemscorresponding to the specific conditions, stabilise the equip-ment operation parameters, use other methods, etc. Appar-ently, the choice of an efficient method for producing thereliable joint at the said disturbances is a challenge of acomplex and multifactorial character. The common case ofdisplacement of electrode from the butt weld line (as aninevitable phenomenon) without bevelling in flat single-passwelding with through penetration in a shielding atmospherecan be regarded as an example of ensuring the technologicalreliability due to changing the welding parameters towardsincreasing them. Solving this problem and providing thereliable joint may involve deterioration of service propertiesof the weld metal and considerable increase in the powerand electrode metal consumption. Here the solution shouldbe sought by using the combined processes (modulation,oscillations of electrode, activating pastes, etc.).

UPGRADING OF PRINCIPLES OF CONTROL OFELECTRODE METAL TRANSFER IN ARC WELDINGWITH SHORT CIRCUITS. V.A. Lebedev1, M.S. Sorokin2,A.A. Belov2 (1The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine; 2«Alloy-IT», Nizhny Novgorod,Russia). The problem of control of electrode metal transfer,in particular, in mechanised welding with short circuits ofthe arc gap can be addressed by using many developmentsavailable in the algorithmic and technical areas, which arereduced to solving the problems related to properties of awelded joint and power- and resource-saving. An integratedsolution of the set of the problems in welding and claddingis still a perspective, reaching which consists in a scientificand technical-technological search conducted both by lead-ing manufacturers of modern welding equipment and by in-dividual groups of specialists. The entire novelty of technicalsolutions is now based on the capabilities of inverter-typewelding current sources, systems for processing of informa-tion and control of fast processes in real time, and investi-gation of the processes of electrode metal transfer, which


84

систем обработки информации и управления быстропро-текающими процессами в реальном масштабе времени иизучении процессов переноса электродного металла, ко-торый, в основном, и определяет совершенство современ-ного оборудования и технологий. Важны не только воз-можности оперативного формирования статических и ди-намических характеристик любого вида и назначения, ноуправление на микроуровне в цикле переноса электрод-ного металла.Анализ сварочного оборудования на мировом рынке пока-зывает, что большинство полуавтоматов для сварки всреде защитных газов с элементами управления переносомэлектродного металла, в том числе и синергетическимиалгоритмами работы, лишь фрагментарно решают задачиуправления переносом, подстраивая параметры источникапод состояние перехода капли в ванну. При этом не учиты-вается ряд явлений, сопутствующих этому процессу. Так-же не до конца используются возможности инверторнойтехники с развитым компьютеризованным управлением.Компания «Эллой-ИТ», являясь производителем высоко-качественного сварочного оборудования, опираясь на на-учно-техническое содействие ИЭС им. Е.О. Патона, при-няла стратегию разработки и производство сварочногооборудования по двум основным направлениям:• создание наиболее эффективных алгоритмов управленияпереносом электродного металла на уровне отслеживаниясостояния капли и дугового пространства и их техническойреализации;• разработка элементов импульсного управления перено-сом, в том числе и комбинированного, как с использо-ванием информации о состоянии процесса (замкнутаясистема) так и «принудительная», имеющая основой зна-ния закономерностей образования и переноса капли.Реализация стратегии позволила выполнить разработкуисточника сварочного тока с полностью цифровыми спо-собами измерения параметров сварочной цепи и управ-ления выходным сигналом с высокими динамическими ха-рактеристиками, что дало возможность производить пол-ный анализ текущего состояния нагрузки источника ирассчитывать необходимые коррекции выхода схемы уп-равления в течение одного периода ШИМ инвертора; уп-равлять временными и амплитудными параметрами всехстадий капельного переноса, а для момента замыканияиметь несколько фаз управления нагревом капли. Это поз-волило реализовать оптимальные алгоритмы фиксации на-чала касания каплей ванны, формы импульса тока длянагрева капли, определения момента отрыва капли дляуменьшения разбрызгивания.Система управления источником имеет возможность на-капливания значений тока и напряжения каждого периодаШИМ в пределах полного цикла переноса капли (регист-рация полного периода между двумя каплями), что явля-ется базой развития синергетики на новом уровне.Активно решаются задачи введения специально разрабо-танных импульсных алгоритмов стабилизации процессасварки и переноса электродного металла как его состав-ляющей.

ТЕХНОЛОГІЯ ТА УСТАТКУВАННЯ ДЛЯ ДУГОВОГОТОЧКОВОГО ЗВАРЮВАННЯ В ВЕРТИКАЛЬНОМУПОЛОЖЕННІ. Л.М. Лобанов, О.М. Тимошенко, П.В.Гончаров (Ін-т електрозварювання ім. Є.О. ПатонаНАН України, Київ, Україна). Дугове точкове зварюван-ня (ДТЗ) є ефективним способом зварювання, що забез-печує мінімальні деформації при зварюванні та має неве-ликі енергетичні витрати в порівнянні зі зварюванням су-

mainly determines perfection of the modern equipment andtechnologies. The important factors are not only the possi-bilities of prompt formation of static and dynamic charac-teristics of any type and purpose, but also control at a mi-crolevel in the electrode metal transfer cycle. Analysis of thewelding equipment available in the world market shows thatmajority of semiautomatic devices for gas-shielded arc weld-ing with elements of control of electrode metal transfer,including synergic operation algorithms, solve the problemsof the metal transfer control only fragmentarily, by adjustingthe source parameters to the state of transfer of a droplet tothe pool. This ignores a number of phenomena accompanyingthis process. Besides, the capabilities of the inverter deviceswith the developed computer control are underutilised.Company «Alloy-IT», being a manufacturer of high-qualitywelding equipment, with the R&D assistance rendered bythe E.O. Paton Electric Welding Institute adopted a strategyof development and production of welding equipment in twomain areas:• development of the most efficient algorithms for controlof electrode metal transfer at a level of tracing of the stateof a droplet and arc space, and their technical implementa-tion; and• development of elements of pulsed control of the transferprocess, including the combined one, by using informationon the state of the process (closed system), and the forcedone, based on knowledge of the principles of formation andtransfer of a droplet.Realisation of this strategy allowed the development of thewelding current source with fully digital methods of meas-urement of the welding circuit parameters and control of anoutput signal with high dynamic characteristics, which madeit possible to conduct comprehensive analysis of the currentstate of loading on the source, calculate the required correc-tions for output of the control system in one period of thePWM inverter, control the time and amplitude parametersof all stages of the drop transfer, and have several phases ofthe droplet heating control for a short circuiting moment.This permitted implementation of the optimal algorithms offixation of the beginning of touching the pool by the droplet,current pulse shape for heating of the droplet, and determi-nation of the moment of detachment of the droplet in orderto decrease spattering.The source control system has the possibility of accumulatingthe values of the current and voltage in each period of PWMinverter within a complete cycle of transfer of the droplet(registration of a full period between two droplets), thisserving as a base for development of synergy at a new level.The problems of introduction of the specially developed pulsealgorithms for stabilization of the welding process and elec-trode metal transfer as its component are actively solved.

TECHNOLOGY AND EQUIPMENT FOR ARC SPOTWELDING IN THE VERTICAL POSITION. L.M. Loba-nov, O.M. Timoshenko, P.V. Goncharov (The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Arcspot welding (ASW) is an effective welding process thatensures minimum welding deformations and involves lowpower consumption, compared to welding by a continuousweld. ASW allows welding sheets to frame structures withaccess from one side. In order to achieve a satisfactory quality


85

цільним швом. ДТЗ дозволяє виконувати приварюваннялистів до каркасних конструкцій з однобічним доступом.Щоб отримати задовільну якість точкового з’єднання увертикальному положенні необхідно виконувати зварю-вання по отворам, що зроблені завчасно у зовнішніх еле-ментах конструкції, а це збільшує працевтрати виконанняточкового зварного з’єднання. За відсутності отворів длявиконання точкового з’єднання необхідно виконати про-палювання зовнішнього елемента конструкції, що призво-дить до витікання розплавленого металу із з’єднання, піддією сили ваги. Все це призводить до погіршення форму-вання зварного точкового з’єднання та неможливості за-безпечити повторюваність зварних точок.Виконання зварного точкового з’єднання відбувається вдекілька технологічних етапів, відмінних за своїм призна-ченням: пропалювання та формування точкового з’єднан-ня. Для оптимізації підбору зварювальних параметрів приДТЗ за складним зварювальним циклом запропонованаматематична модель.Запропонована технологія точкового зварювання включаєімпульсно-дугові способи управління процесом переносуелектродного металу. Встановлено, що використання ім-пульсної подачі дроту і модульованого зварювальногоструму при виконанні зварних точкових з’єднань в вер-тикальному положенні стабілізує умови переносу елект-родного металу й забезпечує стабільність режиму зварю-вання при переході від одного технологічного етапу доіншого в циклі зварювання.Створене устаткування та розроблена технологія надаєнові можливості застосування дугового точкового зварю-вання у різних галузях промисловості, особливо при виго-товленні та ремонті каркасних конструкцій сучасних ван-тажних і пасажирських вагонів.

ВЛИЯНИЕ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЯ СОЕДИНЯЕМЫХПОВЕРХНОСТЕЙ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВНА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОС-ТОЯНИЕ ПРИ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКЕ В ВАКУ-УМЕ С ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЕМ. М.В. Матвиен-ко1, Г.В. Ермолаев1, В.В. Квасницкий2 (1Нац. ун-т ко-раблестроения, Николаев, Украина; 2НТУУ «Киевскийполитехнический институт», Киев, Украина). Ранее вы-полненные исследования методом компьютерного модели-рования позволили установить основные закономерностиформирования напряженно-деформированного состояния(НДС) при диффузионной сварке (ДС) в вакууме узловиз разнородных материалов. Это позволило оптимизиро-вать конструкцию и технологию ДС таких узлов. По су-ществующей технологии узел устанавливают в сварочнуюкамеру установки ДС и после достижения необходимоговакуума нагревают до температуры сварки, сжимают пос-тоянным усилием и проводят термоциклирование: охлаж-дение и нагрев в заданном интервале температур. Приэтом благодаря возникающим в зоне соединения напря-жениям и деформациям интенсифицируются диффузион-ные процессы. При такой технологии в образовании сое-динения не участвует этап нагрева изделия от комнатнойтемпературы до температуры сварки. Поэтому нами вы-полнено исследование НДС на этом этапе с целью опре-деления влияния предварительного нагружения с учетомкоэффициента трения на НДС узла втулка—втулка, явля-ющегося частью электромагнитного клапана.Анализ результатов моделирования показывает, что при-ложение давления уже на этапе нагрева до температурысварки позволяет использовать его в общем цикле сваркии сократить за счет этого продолжительность процесса ирасход электроэнергии с сохранением высокого качества

of the spot joint in the vertical position, it is necessary toperform welding of holes made beforehand in the structureexternal elements, and that increases labour consumption inspot weld performance. In the absence of holes, it is necessaryto perform burning-through of the structure external elementfor making the spot joint that results in molten metal flowingout of the joint under the action of gravity. All the aboveleads to deterioration of formation of the spot welded joint,and impossibility of ensuring the spot weld repeatability.A spot welded joint is performed in several technologicalsteps, differing by their purpose: burning-through and for-mation of a spot joint. A mathematical model is proposedto optimize selection of welding parameters at ASW by acomplex welding cycle.The proposed technology of spot welding includes pulsed-arcprocesses of controlling electrode metal transfer. It is estab-lished that application of pulsed wire feed and modulatedwelding current at performance of spot welded joints in thevertical position stabilizes the conditions of electrode metaltransfer and ensures the stability of the welding mode attransition from one technological step to another in the wel-ding cycle.Manufactured equipment and developed technology open upnew possibilities for arc spot welding application in differentindustries, particularly in manufacture and repair of framestructures of modern freight and passenger cars.

INFUENCE OF SLIPPING OF DISSIMILAR MATE-RIAL SURFACES BEING JOINED ON THE STRESS-STRAIN STATE IN VACUUM DIFFUSION WELDINGWITH THERMAL CYCLING. M.V. Matvienko1, G.V.Ermolaev1, V.V. Kvasnitsky2 (1National ShipbuildingUniversity, Nikolaev, Ukraine; 2NTUU «Kiev PolytechnicInstitute», Kiev, Ukraine). Research performed earlier bycomputer simulation method allowed establishing the mainregularities of formation of stress-strain state (SSS) in vac-uum diffusion welding (DW) of components from dissimilarmaterials. This allowed optimization of design and technol-ogy of DW of such components. In keeping with the currenttechnology, a component is placed into the welding chamberof DW installation and after the required vacuum has beenreached, it is heated up to the welding temperature, com-pressed by a constant force, and thermal cycling is performedas follows: cooling and heating in the specified temperaturerange. Stresses and strains arising in the joint zone lead tointensification of the diffusion processes. With such a tech-nology, the stage of the item heating from room up to weldingtemperature is not involved in the joint formation. Therefore,we have studied the SSS at this stage, in order to determinethe influence of pre-loading, allowing for the fiction coeffi-cient, on SSS of sleeve-sleeve component, which is part ofan electromagnetic valve.Analysis of simulation results shows that pressure applicationalready at the stage of heating up to the welding temperatureallows it to be used in the general welding cycle, and thusreducing process duration and power consumption with pres-ervation of a high quality of the welded joint. On the whole,in the presence of slipping between the surfaces being joined,component SSS is preserved, but slipping promotes a moreuniform distribution of plastic deformations along the butt.


86

сварного соединения. В целом, при наличии проскальзы-вания между соединяемыми поверхностями, сохраняетсяНДС узла, но проскальзывание способствует более равно-мерному распределению пластических деформаций вдольстыка.

ВЛИЯНИЕ СВАРКИ ПЛАЗМЕННОЙ ДУГОЙ ПРЯ-МОГО ДЕЙСТВИЯ С ИМПУЛЬСНОЙ ПОДАЧЕЙТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ГАЗА НА МЕТАЛЛУРГИЮСВАРКИ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА ДЛЯТВЕРДОЙ НАПЛАВКИ. П. Мейр, М. Куш, Л. Эберт,Ф. Подлесак (Технологический ун-т Хемница, кафедрасварочного пр-ва, Хемниц, Германия). Сплавы на основекобальта широко используются как материал для твердойнаплавки, в особенности, в сочетании с такими частицамивторой фазы, как карбиды. Слои, сваренные плазменнойдугой прямого действия (ПД), часто характеризуются не-равномерным распределением карбидов из-за различий вплотности матрицы и частиц второй фазы. Более того,закристаллизовавшийся металл шва может состоять изслишком крупных дендритных структур из-за направлен-ной кристаллизации сварочной ванны. Такие грубыеструктуры могут привести к низкой вязкости и высокойсклонности к растрескиванию. В Технологическом уни-верситете Хемница была разработана система для созда-ния нестабильных импульсных потоков газа и примененак процессу сварки прямой плазменной дугой. Было пока-зано, что из-за воздействия на силу дуги и, следовательно,на движение сварочной ванны, можно регулировать ростдендритов и распределение карбидов. Более того, былопоказано, что эти эффекты могут повысить однородность,износостойкость и вязкость наплавки шва. Это приводитк повышению эффективности и экономичности процессатвердой наплавки благодаря снижению необходимости вмеханической обработке и склонности к растрескиванию.

АТТЕСТАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ КОМБИНИ-РОВАННЫХ РОТОРОВ ИЗ СТАЛЕЙ 25Х2НМФА ++ 20Х3МВФА (ЭИ 415) ДЛЯ ПАРОВЫХ ТУРБИН.С.И. Моравецкий, А.К. Царюк, В.Ю. Скульский (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина). В связи с необходимостью строительства новыхтепловых электростанций и реконструкции энергоблоковсуществующих ТЭС предприятием ОАО «Турбоатом»разработана турбина нового поколения К-325-23,5 мощ-ностью 325 МВт, имеющая технические характеристикина уровне лучших мировых образцов. Ротор цилиндрасреднего давления (ЦСД), спроектированный для новойтурбины, содержит комбинированное сварное соединениесталей 25Х2НМФА + ЭИ 415, в связи с чем стала акту-альной разработка технологии механизированной сваркиуказанных соединений.В ИЭС им. Е.О. Патона исследована свариваемость сталей25Х2НМФА и ЭИ 415, разработана и аттестована техно-логия автоматической сварки соединений 25Х2НМФА ++ ЭИ 415 с применением отечественных сварочных мате-риалов – проволоки Св-08ХН2ГМЮ в сочетании с флю-сом АН-17М, а также материалов, произведенных фирмой«Беллер-Тиссен» (Австрия—Германия) – проволоки Uni-on S 3 NiMoCr в сочетании с флюсом UV 420 TT.Установлено, что импортные сварочные материалы обес-печивают хорошие сварочно-технологические свойства,требуемый химический состав и минимальное содержаниевредных примесей и газов в металле шва. Металл шва исварных соединений 25Х2НМФА + ЭИ 415, полученныхпо аттестованной технологии с применением как отечест-венных, так и импортных сварочных материалов, имеет

INFLUENCE OF PLASMA TRANSFER ARC WELDINGWITH PULSED PROCESS GAS ON WELDING MET-ALLURGY OF COBALT BASED HARDFACING AL-LOYS. P. Mayr, M. Kusch, L. Ebert, F. Podlesak (Chem-nitz University of Technology, Chair of Welding Engineer-ing, Chemnitz, Germany). Cobalt based alloys are widelyused as material for hardfacing applications, especially incombination with second phase particles such as carbides.Plasma Transfer Arc (PTA) welded layers often have aninhomogeneous distribution of carbides due to differences indensity between matrix and second phase particles. Further-more, solidified weld material can consist of unfavourablelarge dendritic structures because of directional solidificationof the weld pool. Such coarse structures can result in poortoughness and high susceptibility to cracking. At the Chem-nitz University of Technology a system to create unsteady,pulsed gas flows was developed and applied to the PlasmaTransfer Arc process. It was shown that due to effects onthe arc force and thus to the melt pool’s movement, dendriticgrowth and distribution of carbides can be manipulated.Moreover, it was demonstrated that these effects can enhancehomogeneity, wear resistance and toughness of the weld de-posit. This results in an increased efficiency and cost effec-tiveness of the hardfacing process due to reduced need ofmachining and reduced cracking susceptibility.

CERTIFICATION OF THE TECHNOLOGY OF WELD-ING COMBINED ROTORS FROM STEELS25Kh2NMFA + 20Kh3MVFA (EI415) FOR STEAM TUR-BINES. S.I. Moravetsky, A.K. Tsaryuk, V.Yu. Skulsky(The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine). In view of the need for construction of new ther-mal power stations and upgrading the power units of thecurrently operating TPS, OJSC «Turboatom» enterprise de-veloped a new generation turbine K-325-23.5 of 325 MWpower, with technical parameters on the level of the bestworld standards. Medium pressure cylinder rotor (MPCR)designed for the new turbine, has a combined welded jointof steels 25Kh2NMFA + EI 415, thus making developmentof the technology of mechanized welding of the above jointsan urgent task.E.O. Paton Electric Welding Institute studied the weldabil-ity of steels 25Kh2NMFA and EI 415, developed and certifiedthe technology of automatic welding of 25Kh2NMFA +EI 415 joints with application of local welding consumables,namely Sv-08KhN2GMYu wire in combination with AN-17Mflux, as well as consumables produced by Beller-Tyssen Com-pany (Austria-Germany), namely wire Union S 3 NiMoCrin combination with UV 420 TT flux.It is established that imported welding consumables providegood welding-technological properties, required compositionand minimum content of impurities and gases in the weldmetal. The metal of weld and welded joints of25Kh2NMFA + EI415 produced by the certified technologywith application of both local and imported welding consu-mables has (after high-temperature tempering at630 °C/30 —100 h) physico-mechanical properties, satisfy-


87

(после высокого отпуска 630 °С/30—100 ч) физико-меха-нические свойства, удовлетворяющие техническим требо-ваниям. Механизированная сварка под флюсом с исполь-зованием как отечественных, так и импортных сварочныхматериалов может применяться для изготовления роторовЦСД и ЦНД новых мощных паровых турбин.

ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТА-НОВКИ С ПНЕВМОПРИВОДОМ ДЛЯ СВАРКИВСТЫК ТРУБ ДИАМЕТРОМ ДО 400 мм ИЗ КРИС-ТАЛЛО-АМОРФНЫХ ПОЛИМЕРОВ. Н.П. Нестерен-ко, А.Н. Гальчун, В.Ю. Кондратенко, А.Г. Скок (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина). Для строительства систем газо-, водоснабже-ния, канализации и теплоснабжения широко используютпластмассовые трубы. В Украине полимерные трубы про-изводят более 20 предприятий и их число с каждым годомувеличивается благодаря растущему спросу на эту про-дукцию и малым капитальным затратам на организациюпроизводства. При этом строительство пластмассовых тру-бопроводов, как правило, осуществляют с использованиемсварки нагретым инструментом встык.Для выполнения сварочных работ используют установкис гидравлическим и электрическим приводами и различ-ной степенью автоматизации: с ручным управлением, сосредней и высокой степенью автоматизации. Норматив-ными документами на строительство газопроводов из по-лиэтилена предписано использовать установки лишь сосредней и высокой степенью автоматизации. Для сваркиполиэтиленовых водопроводов разрешено использоватьсварочные установки с ручным управлением, простые вуправлении и с относительно низкой стоимостью. Обеспе-чение качества сварных соединений на таких установкахзатрудняется ввиду отсутствия объективного контроля ос-новных параметров технологического процесса. Тем не ме-нее, на наш взгляд, получение заданных характеристиксварных соединений на установках с ручным приводомможно обеспечить путем незначительного усовершенство-вания их конструкции.В ИЭС им. Е.О. Патона проведены комплексные исследо-вания по обеспечению стабильности качества сварных сое-динений полиэтиленовых труб диаметром до 400 мм наусовершенствованной сварочной установке. С этой цельюсоздан контрольно-измерительный стенд, проведен комп-лекс мер по созданию методик контроля и записи основ-ных параметров процесса сварки встык полиэтиленовыхтруб. С использованием разработанных программ прове-дены расчеты и моделирование механических нагрузок,возникающих при торцевании труб и создании контактныхусилий на стадиях оплавления, прогрева и осадки сварива-емых образцов. Показано, что эффективность установокданного типа можно повысить заменой гидро- и электро-приводов пневмоприводами. При этом механизация сва-рочного процесса осуществляется с использованием пнев-мопривода для перемещения труб, зажатых в центраторе,а также для механической обработки их торцов. С помо-щью системы рычагов центратора обеспечивается синх-ронность и плавность работы двух пневмоцилиндров, от-вечающих за скоростной подвод-отвод свариваемых тор-цов труб. Использование пневмопривода в торцевателеобосновано его низкой чувствительностью к механическимперегрузкам. Кроме того, в данной установке предусмот-рена возможность работы в режиме ручного привода, чтоможет быть полезно при возникновении нештатных ситуа-ций при монтаже трубопроводов в полевых условиях.Созданная установка обеспечивает высокую повторяе-мость результатов сварки полиэтиленовых труб диаметром

ing the technical requirements. Mechanized submerged-arcwelding with application of both local and imported weldingconsumables, can be applied for manufacture of MPC andLPC rotors of the new high-power steam turbines.

ON EFFECTIVENESS OF APPLICATION OF PNEU-MATICALLY DRIVEN MACHINE FOR BUTT WELD-ING OF UP TO 400 mm DIAMETER PIPES FROMCRYSTAL-AMORPHOUS POLYMERS. N.P. Nester-enko, A.N. Galchun, V.Yu. Kondratenko, A.G. Skok (TheE.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine). Plastic pipes are widely accepted in constructionof systems of gas and water supply, sewage and heat supply.In Ukraine polymer pipes are manufactured by more than20 enterprises, and their number increases every year, owingto a growing demand for these products and low capital costsrequired for setting up their production. Construction ofplastic pipelines, as a rule, is performed using heated toolbutt welding.Welding operations are performed with application of ma-chines with hydraulic and electric drives and varying degreesof automation, namely with manual control, with mediumand high degree of automation. Normative documents forconstruction of polyethylene gas pipelines specify applicationof machines with only medium and high degree of automat-ion. Welding of polyethylene water pipelines is allowed tobe performed by welding machines with manual control,easy to handle and relatively low-cost. Testing of weldedjoint quality in such machines is difficult, because of absenceof objective monitoring of the main parameters of the tech-nological process. Nonetheless, in our opinion, producingspecified characteristics of welded joints can be ensured inmanually-driven machines by a slight improvement of theirdesign.E.O. Paton Electric Welding Institute has conducted com-prehensive studies to ensure stable quality of welded jointsof polyethylene pipes of up to 400 mm diameter in an im-proved welding machine. With this purpose, a monitoring-measuring facility was made, a set of measures were takento develop procedures of monitoring and recording the mainparameters of the process of butt welding of polyethylenepipes. Developed programs were used to perform calculationsand simulation of mechanical loads arising at trimming ofpipe edges and applying contact forces at the stages of surfacemelting, heating and upsetting of samples being welded. Itis shown that the effectiveness of machines of this type canbe increased by replacement of hydraulic and electric drivesby pneumatic drives. Mechanization of the welding processis performed with application of a pneumatic drive for dis-placement of pipes clamped in the line-up clamp, as well asfor machining of their edges. A system of levers of the line-upclamp provides synchronous and smooth operation of thetwo pneumatic cylinders, responsible for fast feed-removalof the edges of pipe being welded. Application of a pneumaticdrive in the line-up clamp is based on its low sensitivity tomechanical overloads. In addition, this machine provides thepossibility of operation in the manual drive mode that canbe useful in case of contingencies during mounting of pipe-lines in the field conditions.Developed machine ensures a high repeatability of the resultsof welding polyethylene pipes of 160—400 mm diameter, andcan be recommended for welding plastic water pipelines.


88

160—400 мм и может быть рекомендована для сварки пласт-массовых водопроводов.

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УЛЬТРАЗ-ВУКОВОЙ СВАРКИ ТЕРМОСТОЙКИХ КОМПОЗИ-ЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В АВ-ТО- И АВИАСТРОЕНИИ. Н.П. Нестеренко1, С.М. Дья-ченко2, И.К. Сенченков3 (1Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина; 2ТОО «ПУ-ТЕК», Киев, Украина; 3Ин-т механики им. С.П. Тимо-шенко, Киев, Украина). Современное авто- и авиастро-ение немыслимы без широкого применения полимерныхматериалов, которые позволяют существенно снизить мас-су конструкций, уменьшить трудоемкость их изготовле-ния, материалоемкость, повысить надежность и безопас-ность, улучшить комфортабельность, а также повыситьконкурентоспособность выпускаемой продукции. В насто-ящее время в авто- и авиастроении интенсивно началииспользоваться композиционные материалы (КМ) наоснове высокотемпературных полимерных матриц, обес-печивающих высокие упруго-прочностные свойства, удар-ную прочность, размерную стабильность и износостой-кость при колебаниях температуры в диапазоне более100 °С. К таким полимерным КМ относятся полиэфирими-ды (PEI), полиэфирэфиркетоны (PEEK) и полифенилен-сульфид (PPS). Благодаря наличию термопластичнойматрицы многие конструкции из указанных материаловмогут соединяться с использованием сварки. Однако боль-шая доля наполнителя (более 70 %) и высокая температураплавления представляют определенные сложности приразработке технологии и оборудования для их сварки.Исследования проводились на ультразвуковом оборудо-вании, изготовленном ТОО «ПУТЕК». При этом интервализменения амплитуды колебаний волновода составлял 25—50 мкм, а интервал варьирования выходной мощности уль-тразвукового генератора составлял 400—2000 Вт.Показано, что качественные сварные соединения такихКМ можно получить с использованием технологий, обе-спечивающих высококонцентрированный подвод энергиив зону соединения. К таким технологиям, в частности,относится ультразвуковая сварка. Исследованы особен-ности процесса формирования точечных и нахлесточныхсварных соединений при ультразвуковой сварке армиро-ванных углеволокном PEEK, PEI и PPS. Получены соот-ношения для расчета термического цикла и для определе-ния времени сварки, учитывающие температурную зависи-мость механических и теплофизических характеристикКМ, а также дана оценка влияния доли армирующей фазына прочностные характеристики сварных соединений, раз-работана технология ультразвуковой сварки листовыхтермостойких КМ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕ-ДОВАНИЕ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ ТОНКИХ ПОЛИ-ЭТИЛЕНОВЫХ ПЛЕНОК. Н.П. Нестеренко, Н.Г. Ко-раб, А.Н. Гальчун (Ин-т электросварки им. Е.О. Пато-на НАН Украины, Киев, Украина). В последние годывозрастающее внимание уделяется разработке технологиилазерной сварки полимерных материалов. Лазерная свар-ка имеет ряд преимуществ по сравнению с другими спо-собами получения сварных соединений: возможность по-лучения пространственных швов; отсутствие физическогоконтакта с заготовками; высокая степень автоматизации про-цесса; локальность зоны термического влияния и т. д. Болееширокое ее внедрение сдерживается низкой стабильностьюполучения заданных характеристик сварных соединений.Экспериментальное изучение и определение оптимальных

TECHNOLOGY AND EQUIPMENT FOR ULTRASONICWELDING OF HEAT-RESISTANT COMPOSITE MATE-RIALS APPLIED IN AUTOMOTIVE AND AIRCRAFTCONSTRUCTION. N.P. Nesterenko1, S.M. Dyachenko2,I.K. Senchenkov3 (1The E.O. Paton Electric Welding In-stitute, NASU, Kiev, Ukraine; 2LLC «PUTEK», Kiev,Ukraine; 3S.P. Timoshenko Institute of Mechanics, Kiev,Ukraine). Modern automotive and aircraft construction isunthinkable without broad application of polymer materials,which allow an essential reduction of structure weight, la-bour consumption in their manufacturing, and their materialcontent, improving the reliability and safety, and increasingthe comfort level, as well as enhancing the competitivenessof manufactured products. At present composite materials(CM) based on high-temperature polymer matrices, beganto be widely applied in automotive and aircraft construction.These matrices ensure high elastic-strength properties, im-pact strength, dimensional stability and wear resistance attemperature variations in more than 100 C range. Such poly-mer CM include polyetherimides (PEI), polyetheretherke-tones (PEEK) and polyphenylenesulphide (PPS). Owing tothe presence of thermoplastic matrix, many structures fromthe above materials can be joined by welding. However, thelarge fraction of the filler (more than 70 %) and high meltingtemperature present certain difficulties in development oftechnology and equipment for their welding.Investigations were conducted in ultrasonic equipment,manufactured by «PUTEK» LLC. The range of variation ofwaveguide oscillation amplitude was equal to 25—50 μm,and the range of variation of output power of ultrasonicgenerator was equal to 400—2000 W.It is shown that sound welded joints of such CM can bemade with application of technologies ensuring highly-con-centrated energy supply to the joint zone. Such technologies,in particular, include ultrasonic welding. Features of theprocess of formation of spot and overlap welded joints inultrasonic welding of PEEK, PEI and PPS reinforced bycarbon fibre, were studied. Relationships for calculation ofthe thermal cycle of welding and for determination of weld-ing time, which allow for temperature dependence of CMmechanical and thermophysical characteristics were derived,assessment of the influence of reinforcing phase fraction onstrength properties of welded joints was made, and technol-ogy of ultrasonic welding of sheet heat-resistant CM wasdeveloped.

EXPERIMENTAL-THEORETICAL INVESTIGATIONOF LASER WELDING OF THIN POLYETHYLENEFILMS. N.P. Nesterenko, N.G. Korab, A.N. Galchun (TheE.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine). Over the recent years development of the tech-nology of laser welding of polymer materials has been givenever greater attention. Laser welding has a number of ad-vantages, compared to other processes of producing weldedjoints: possibility of making 3D welds; absence of physicalcontact with the blanks, high degree of process automation;local nature of the HAZ, etc. Its wider introduction is re-strained by a low stability of achieving the specified char-acteristics of welded joints. Experimental study and deter-mination of optimal parameters of welding modes involvecertain procedural and technical difficulties, and require con-


89

параметров режима сварки сопряжены с методическимии техническими трудностями, требуют значительных фи-нансовых затрат. В этой связи создание корректных мате-матических моделей термомеханических процессов, реа-лизующихся в зоне соединения полимерных материалов,разработка численных алгоритмов для их компьютернойреализации является актуальной задачей.Исследовалась лазерная сварка пленок из полиэтиленавысокого давления (ПЭВД) толщиной 0,15 мм. В качествеверхней детали использовалась прозрачная пленка, а вкачестве нижней – пленка из ПЭВД, наполненная техни-ческим углеродом. Нагрев пленок до температуры плав-ления осуществлялся когерентным лучом лазера в види-мой части спектра (длина волны составляла 532 мкм).Оптимизация основных параметров режима сварки про-водилась с использованием результатов численного моде-лирования технологического процесса. При этом разрабо-тана соответствующая математическая модель, рассчитанаформа и глубина зоны прогрева, ширина сварного шва,границы между подобластями, которые занимают различ-ные фазы полимерного материала в процессе нагрева итемпературное поле в свариваемых пленках. Изучена мор-фология сварных соединений, полученных при различныхскоростях сварки. Приводится сравнение формы и разме-ров зоны проплавления, полученных расчетным и экспе-риментальным путями, показано удовлетворительное сог-ласование полученных результатов.Изготовлен экспериментальный образец сварочной уста-новки, оснащенной диодным лазером мощностью до 10 Вт.Создана соответствующая программа, позволяющая полу-чать швы сложной конфигурации и имеющие стабильнуюзаданную погонную прочность. Показана эффективностьиспользования разработанной лазерной установки длягерметизации медицинской упаковки при различном со-четании материалов полимерных пленок и ламинирован-ной бумаги.

ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ТРУБ ИЗ НЕПЛАСТИФИ-ЦИРОВАННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА. Н.П. Не-стеренко, Э.А. Минеев (Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина). В настоящеевремя трубы из непластифицированного поливинилхлори-да (НПВХ) широко используются при строительстве тру-бопроводов различного назначения. Они, как правило,соединяются враструб склеиванием или механическимспособом – с использованием упругих кольцевых уплот-нителей, резьбы и т. п. Однако такие соединения не обес-печивают высоких эксплуатационных характеристик тру-бопроводов. Используемые технологии и оборудованиедля сварки труб из полиэтилена и полипропилена не по-зволяют получить качественные соединения труб изНПВХ ввиду узкого диапазона температур вязкотекучестиэтого материала. В связи с этим представляет интерес ис-следование возможности сварки нагретым инструментомвстык труб из НПВХ с целью создания высокоэффектив-ных технологий их сварки.Исследования проводились на трубах из НПВХ диамет-ром 50 и 90 мм с использованием разработанных в ИЭСим. Е.О. Патона сварочной установки и контрольно-изме-рительного комплекса, что позволило производить поточ-ный контроль и запись основных параметров режима сты-ковой сварки. При этом температура нагревательного ин-струмента варьировалась в пределах 80—260 °С, а свароч-ное усилие – в пределах 0,01—0,6 МПа. Моделированиетермомеханического процесса, реализующегося в зоне сое-динения, проводилось с использованием конечно-элемен-тных методик.

siderable financial expenditure. In this connection, construc-tion of correct mathematical models of thermomechanicalprocesses realized in the zone of polymer material joint, anddevelopment of numerical algorithms for their computer re-alization is an urgent task.Laser welding of films from high-pressure polyethylene(HPPE) 0.15 mm thick was studied. Transparent film wasused as the upper part, and commercial carbon-filled HPPEfilm was used as the lower one. Film heating up to meltingtemperature was performed by a coherent laser beam in thevisible part of the spectrum (wave length was equal to532 μm). Optimization of the main parameters of weldingmodes was performed with application of the results of nu-merical simulation of the technological process. Appropriatemathematical model was developed, shape and depth of theheating zone, weld width, construction, taken by variousphases of the polymer material during heating and tempera-ture field in the films being welded were calculated. Mor-phology of welded joints, produced at different weldingspeeds, was studied. Comparison of shape and dimensionsof penetration zone derived by calculation and experimentalmethods is given, and satisfactory agreement with the ob-tained results is shown.A pilot sample of welding machine fitted with up to 10 Wdiode laser, was produced. An appropriate program of ma-chine control was created, which allows producing welds ofa complex configuration, having a stable specified linearstrength. Effectiveness of application of the developed lasermachine for sealing medical packing is demonstrated at dif-ferent combinations of materials of polymer films and lami-nated paper.

FEATURES OF WELDING PIPES FROM UNPLASTI-CIZED POLYVINYLCHLORIDE. N.P. Nesterenko, E.A.Mineev (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). At present pipes from unplasticizedpolyvinylchloride (UPVC) are widely applied in construc-tion of various purpose pipelines. They, as a rule, are con-nected by a spigot joint by adhesion bonding or by mechani-cal method – using elastic ring seals, thread, etc. Suchjoints, however, do not ensure high performance of pipelines.Technologies and equipment applied for welding polyethyl-ene and polypropylene pipes do not allow producing soundjoints of UPVC pipes, because of a narrow temperature rangeof plasticity of this material. In this connection, it is ofinterest to study the possibility of butt welding of UPVCpipes by a heated tool, in order to develop highly-effectivetechnologies of their welding.Investigations were conducted on UPVC pipes boundariesbetween subregions of 50 and 90 mm diameter using thewelding machine and monitoring-measuring system devel-oped at the E.O. Paton Electric Welding Institute that al-lowed performance of on-line monitoring and recording ofthe main parameters of butt welding mode. Heating tooltemperature was varied in the ranges of 80—260 °C, andwelding force – in the ranges of 0.01—0.6 MPa. Modelingof the thermomechanical process, realized in the joint zone,was conducted using the finite element procedures.It is shown that minimizing the products of thermal decom-position in UPVC volume at its heating depends not onlyon absolute value of the heater temperature, but also on thetime of temperature field impact. Presence of such low-mo-


90

Показано, что минимизация продуктов термического раз-ложения в объеме НПВХ при его нагреве зависит не толькоот абсолютного значения температуры нагревателя, но иот времени воздействия температурного поля. Наличие взоне соединения таких низкомолекулярных продуктов су-щественно снижает прочностные и эксплуатационные ха-рактеристики сварных швов.Установлено, что снижения интенсивности процесса дис-социации макромолекул НПВХ можно достичь за счетувеличения температуры нагрева свариваемых торцовтруб при минимально возможном времени их прогрева.Показано, что практическая реализация этого принципавозможна при кардинальном изменении стандартного ра-бочего цикла сварки нагретым инструментом встык плас-тмассовых труб. Анализ разработанной математическоймодели термомеханического процесса, реализующегося взоне соединения труб из НПВХ, показал, что при этом врабочем цикле должна присутствовать стадия низкотем-пературного нагрева свариваемых торцов. Поэтому новыйрабочий цикл предполагает выполнение следующей после-довательности операций: низкотемпературный прогревторцов труб; технологическая пауза (удаление низкотем-пературного нагревательного инструмента); высокотемпе-ратурный прогрев торцов труб при рабочем давлении 0,4—0,04 МПа; вторая технологическая пауза; осадка труб слинейным ростом давления до 0,5 МПа. Определены опти-мальные сочетания основных параметров разработанногопроцесса сварки труб из НПВХ при нормальных, пони-женных и повышенных температурах окружающей среды.Проведенные механические испытания сварных соедине-ний показали, что их разрушение происходит по основно-му материалу. Установлено, что использование более«мягких» или «жестких» режимов сварки приводит к раз-рушению сварных соединений по линии сплавления. Тех-нология рекомендована для использования при строитель-стве трубопроводов из НПВХ различного назначения.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗРАБОТКИ И ПРАКТИЧЕСКО-ГО ПРИМЕНЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙСВАРКИ И НАПЛАВКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКС-ПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ МЕТАЛЛОКОН-СТРУКЦИЙ ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ.Б.Е. Патон1, Ю.Н. Сараев2, В.А. Лебедев1 (1Ин-т элек-тросварки им. Е.О. Патона НАН Украины; 2Ин-т физи-ки прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Рос-сия). В настоящее время традиционные процессы сваркии наплавки (электродуговая, электрошлаковая, плазмен-ная) практически исчерпали свои технологические воз-можности. Вместе с тем непрерывный поиск и организацияпромышленного производства новых перспективных ма-рок сталей настоятельно требуют разработки и всесторон-него исследования по наиболее эффективному примене-нию новых технологических решений, которые бы значи-тельно расширили границы возможностей как традицион-ных источников нагрева (дуга, плазма, лазерное излуче-ние), так и их гибридного сочетания, применительно ксозданию неразъемных соединений из перспективных ма-рок сталей.Такие возможности открывают импульсные технологичес-кие процессы сварки и наплавки, а также специализиро-ванное оборудование, активно разрабатываемое в послед-нее десятилетие как известными научными школами странСНГ, так и ведущими мировыми лидерами в производствепродукции сварочно-технического назначения.Несмотря на кажущуюся общность научных идей и тео-рий, используемых различными научными коллективамидля создания названной выше продукции, формируемый

lecular products in the joint zone essentially lowers thestrength and service properties of welds. It is establishedthat lowering of the intensity of the process of dissociationof UPVC macromolecules can be achieved through increaseof the temperature of heating of pipe edges being welded atminimum possible time of their heating. It is shown thatpractical realization of this principle is possible at cardinalchange of the standard working cycle of butt welding ofplastic pipes by a heated tool. Analysis of the developedmathematical model of thermomechanical process, realizedin the zone of joining UPVC pipes, showed that this workingcycle should include the stage of low-temperature heatingof the edges being welded. Therefore, the new welding cycleenvisages performance of the following sequence of opera-tions: low-temperature heating of pipe edges; technologicalpause (removal of low-temperature heating tool; high-tem-perature heating of pipe edges at working pressure of 0.4—0.04 MPa; second technological pause; pipe upsetting withlinear pressure rise up to 0.5 MPa. Optimum combinationsof the main working parameters of developed process of weld-ing UPVC pipes were determined at normal, lower andhigher ambient temperatures. Conducted mechanical testingof welded joints showed that their failure occurs throughthe base material. It is found that application of «softer» or«more stringent» welding modes leads to welded joint failurealong the fusion line. The technology is recommended forapplication at construction of UPVC pipelines for variouspurposes.

PROSPECTS FOR DEVELOPMENT AND PRACTICALAPPLICATION OF PULSED WELDING AND SURFAC-ING TECHNOLOGIES TO IMPROVE OPERATING RE-LIABILITY OF CRITICAL METAL STRUCTURES. B.E.Paton1, Yu.N. Saraev2, V.A. Lebedev1 (1The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev; 2Institute ofPhysics of Strength and Materials Science, SD of RAS,Tomsk, Russia). At present the traditional processes of weld-ing and surfacing (electric arc, electroslag, plasma) havepractically exhausted their technological capabilities. Onthe other hand, continuous search for and setting up pro-duction of new promising steel grades urgently require de-velopment and comprehensive investigations of the most ef-ficient application of new technological solutions, whichwould greatly expand the capabilities of both the traditionalheat sources (arc, plasma, laser radiation) and their hybridcombination, for the case of making permanent joints frompromising steel grades.Such capabilities are opened up by pulsed welding and sur-facing technological processes, as well as specialized equip-ment, actively developed over the recent years both by theknown scientific schools of CIS countries, and world leadersin manufacture of products for welding-technical purposes.Despite the apparent commonality of scientific ideas andtheories, used by various scientific teams for creation of theabove products, the approach formed by them to developmentof new highly-efficient technological processes also has es-sential differences, which are based on the level of under-standing of physical processes, accompanied by formation ofpermanent joints, as well as allowing for micrometallurgical


91

ими подход к созданию новых высокоэффективных техно-логических процессов имеет также и существенные отли-чия, которые основываются на уровне понимания физи-ческих процессов, сопровождаемых формирование не-разъемных соединений, а также учете микрометаллурги-ческих особенностей процессов сварки и наплавки новыхмарок сталей.Так, например, подходы, развиваемые украинскими и рос-сийскими учеными при разработке импульсных процес-сов, основываются на реализации законов управления, по-зволяющих обеспечивать возможность стабилизациимгновенных значений основных технологических пара-метров интервала плавления и переноса каждой каплиэлектродного металла. Это становится возможным благо-даря наличию каналов обратных связей, контролирующихсостояние объекта управления по основным мгновеннымзначениям технологических параметров, несущим наи-большую информацию, например, напряжению на дуге,сварочному току, средней мощности отдельного микро-цикла, энергии, затраченной на плавление отдельной кап-ли электродного металла.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯМЕТАЛЛА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРИ ЭЛЕКТ-РОШЛАКОВОЙ СВАРКЕ ПРОВОЛОЧНЫМИ ЭЛЕК-ТРОДАМИ. Б.Е. Патон1, К.А. Ющенко1, И.И. Лычко1,С.А. Супрун1, С.М. Козулин1, А.А. Клименко2 (1Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина; 2ПАО «Сумское НПО им. М.В. Фрунзе»,Сумы, Украина). Достаточно полные теоретические ипрактические представления о явлениях, имеющих местопри электрошлаковой сварке (протекающей практическив закрытом пространстве), были получены на основе ис-пользования приемов косвенного наблюдения. Однакоони не полностью раскрывают сущность электрошлаково-го сварочного процесса и недостаточны для более эффек-тивного решения задачи управления им.Для получения таких данных были разработаны и исполь-зованы комплексные приемы, базирующиеся на применениискоростной кино- и фотосъемки зоны сварки через оптическипрозрачную среду. Эти исследования включают:• материалы скоростной кино- и фотосъемки электрошла-кового сварочного процесса через оптически прозрачнуюсреду (образцы из низколегированной стали толщиной S == 60 мм, количество электродов n = 2, диаметр электрода3 мм, глубина шлаковой ванны hs = 45 мм, зазор В == 27 мм, флюс АН 8);• методы анализа динамики изменения геометрическихразмеров основных параметров зоны сварки путем ком-пьютерной обработки кадров киносъемки электрошлако-вого процесса;• анализ основных электрических параметров сварочногопроцесса (Іс, Uс, Vп.п) для идентичных условий посредст-вом записи в скоростном режиме по программе PowerGraph и сопоставление их значений с геометрическимипараметрами зоны сваривания во времени;• изучение тепловых явлений в зоне сварки путем измере-ний текущих значений температур шлаковой и металли-ческой ванны и сопоставление полученных данных с мате-риалами кино- и фотосъемки.Приведены результаты исследований зоны сварки приЭШС, которая представляет собой закрытое пространст-во, образованное свариваемыми кромками, формирующи-ми шов устройствами, а также швом и зеркалом шлаковойванны, в котором осуществляется электрошлаковый сва-рочный процесс.

features of the processes of welding and surfacing of newsteel grades.So, for instance, approaches pursued by Ukrainian and Rus-sian scientists at development of pulsed processes, are basedon realization of the laws of control, providing the possibilityof stabilization of instantaneous values of the main techno-logical parameters of the interval of melting and transfer ofeach electrode metal drop. This is made possible by avail-ability of feedback channels, monitoring the condition ofthe object of control by the main instantaneous values oftechnological parameters, carrying the greatest amount ofinformation for instance, by arc voltage, welding current,average power of individual microcycle, and energy spentfor melting of individual electrode metal drop.

INVESTIGATION OF THE PROCESSES OF FORMA-TION OF WELDED JOINT METAL IN ELECTROSLAGWELDING WITH WIRE ELECTRODES. B.E. Paton1,K.A. Yushchenko1, I.I. Lychko1, S.A. Suprun1, S.M.Kozulin1, A.A. Klimenko2 (1The E.O. Paton Electric Weld-ing Institute, NASU, Kiev, Ukraine; 2PJSC «Sumi NPOim. M.V. Frunze», Sumi, Ukraine). Sufficiently completetheoretical and practical concepts of the phenomena occur-ring in electroslag welding (running practically in a closedspace), were formed on the basis of application of indirectobservation methods. They, however, do not completely dis-close the essence of the electroslag welding process and areinsufficient for a more effective solution of the problems oftheir control.In order to obtain such data, comprehensive techniques weredeveloped and applied, which are based on application ofhigh-speed filming and photography of the welding zonethrough an optically transparent medium. These investiga-tions include:• materials of high-speed filming and photography of theelectroslag welding process through an optically transparentmedium (low-alloyed steel samples from steel of thicknessS = 60 mm, number of electrodes n = 2, electrode diameterof 3 mm, slag pool depth hs = 45 mm, gap B = 27 mm, AN 8flux);• methods of analysis of the dynamics of variation of themain parameters of welding zone by computer processing offrames of electroslag process filming;• analysis of the main electrical parameters of the weldingprocess (Iw, Uw, Vw.f) for identical conditions by recordingin the high-speed mode by Power Graph program and com-parison of their values with geometrical parameters of thewelding zone in time;• studying thermal phenomena in the welding zone by meas-urement of current values of temperatures of slag and metalpool and comparison of obtained data with filming and pho-tography materials.Given are the results of investigation of welding zone atESW, which is a closed space, created by edges being welded,weld forming devices, as well as weld and surface of the slagpool, in which the electroslag process is conducted.A description of characteristic regions of the welding zoneis given, defined by means of its filming and photographythrough an optically transparent medium. Features of melt-ing of filler electrode and base metal, and formation of liquid


92

Дано описание характерных областей зоны сварки, опре-деленных благодаря кино- и фотосъемке ее через оптиче-ски прозрачную среду. Раскрыты особенности плавленияприсадочного электродного и основного металла, форми-рования жидкой металлической ванны, а также показанмеханизм передачи тепловой энергии основному металлу.Полученные данные сопоставлены с результатами записиосновных электрических параметров режима сварки, атакже анализом тепловых характеристик процесса.Выполненные исследования позволили получить наиболееобъективные (новые или уточненные) представления оприроде электрошлакового процесса, которые создаютреальные предпосылки для разработки эффективных при-емов управления сварочным процессом как с точки зрениярегулирования тепловложением, так и надежности выпол-нения шва.

ВЛИЯНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТА-НИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮСЕТЬ. И.В. Пентегов, В.Н. Сидорец, С.В. Рымар, А.М.Жерносеков (Ин-т электросварки им. Е.О. ПатонаНАН Украины, Киев, Украина). В результате проведен-ных исследований по влиянию на электрическую сеть сов-ременных источников питания сварочной дуги установле-но, что все они, являясь нелинейными нагрузками, в боль-шей или меньшей степени генерируют в нее высшие гар-моники тока. Высшие гармоники тока ухудшают качествоэлектроэнергии сети, электромагнитную совместимостьисточников питания, искажают форму тока и напряжения,повышают добавочные потери в проводах, оборудованиии нагрузках, приводят к другим отрицательным явлениям.Особую опасность представляет генерация третьей и крат-ных ей гармоник тока, перегружающих нейтральные про-вода сети.Помимо сварочной дуги, являющейся нелинейным эле-ментом электрической цепи, отрицательное влияние насеть оказывают нелинейные элементы силовых цепей са-мих источников питания. Так, источники питания свароч-ной дуги, имеющие в своем составе силовые электронныеключи, хотя и характеризуются хорошими технологичны-ми свойствами, значительно ухудшают качество электро-энергии сети. Значительный уровень высших гармониктока генерируют сварочные инверторы, производство ко-торых в настоящее время стремительно развивается. По-этому совместно с такими источниками питания целесооб-разно применение фильтров высших гармоник тока.Авторами установлено, что трансформаторные источникипитания сварочной дуги, помимо своей технологичности,надежности и небольшой стоимости, оказывают наимень-шее отрицательное влияние на сеть и отличаются хорошейэлектромагнитной совместимостью, поскольку имея повы-шенную индуктивность, являются своеобразными фильт-рами высших гармоник тока. В связи с этим и в дальней-шем перспективно разрабатывать источники питания наоснове сварочных трансформаторов, например, оснащаяих созданными в ИЭС им. Е.О. Патона конденсаторнымиумножителями напряжения, устройствами стабилизациигорения сварочной дуги, индуктивно-емкостными и други-ми цепями, улучшающими качество сварки.

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕН-ТАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ ШВОВЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ. А.С. Письмен-ный, А.А. Письменный, А.С. Прокофьев, Р.С. Губатюк(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). При строительстве высокоскоростных

metal pool are described, and mechanism of transfer of heatenergy to base metal is shown.Obtained data are compared with the results of recordingthe main electrical parameters of the welding mode, as wellas analysis of thermal characteristics of the process.Performed investigations allowed establishing the most ob-jective (new or precised) concepts of the nature of electroslagprocess, which create real prerequisites for development ofeffective techniques of controlling the welding process bothin terms of heat input adjustment and reliability of weldperformance.

INFLUENCE OF MODERN ARC POWER SOURCESON THE MAINS. I.V. Pentegov, V.N. Sidorets, S.V. Ry-mar, A.M. Zhernosekov (The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine). As a result of the con-ducted investigations of the influence of modern powersources of the welding arc on the mains, it is found that allof them, being non-linear loads, generate higher current har-monics in it to varying degrees. Higher current harmonicsimpair the quality of mains power, electromagnetic compati-bility of power sources, distort the shape of current andvoltage, increase added losses in the wires, equipment, andloads, and lead to other negative phenomena. Particularlyhazardous is generation of the third and its multiple currentharmonics, overloading the neutral wires of the mains.In addition to the welding arc, which is a nonlinear elementof the electric circuit, the nonlinear elements of power cir-cuits of the sources proper have an adverse influence on themains. So, welding arc power sources, having power elec-tronic switches, even though they are characterized by goodtechnological properties, significantly impair the quality ofmains power. A considerable level of higher harmonics isgenerated by welding inverters, manufacturing of which isnow making rapid progress. Therefore, it is rational to applyfilters of higher current harmonics together with such powersources.The authors established that the transformer power sourcesof the welding arc, in addition to their adaptability-to-fab-rication, reliability and low cost, have the smallest adverseinfluence on the mains, and good electromagnetic compati-bility, as, having an increased inductance, they are a kindof filters of higher current harmonics. In this connection, itis promising to develop transformer-based power sources alsoin the future, for instance, fitting them with the capacitor-type voltage multipliers, devices for welding arc stabiliza-tion, inductive-capacitive and other circuits developed at theE.O. Paton Institute, which improve welding quality.

INVESTIGATION AND DEVELOPMENT OF EXPERI-MENTAL TECHNOLOGY AND EQUIPMENT FORHEAT TREATMENT OF WELDS OF RAILWAY RAILS.A.S. Pismenny, A.A. Pismenny, A.S. Prokofjev, R.S. Guba-tyuk (The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU,Kiev, Ukraine). Welded butt joints of rails are ever widerapplied in construction of high-speed main railway tracks.


93

магистральных рельсовых путей все больше применяютсварные стыки рельсов. При этом наряду с принятием мерпо повышению качества металла применение сварки дляизготовления рельсовых плетей большой длины благопри-ятно сказывается на работе и обслуживании пути. Проч-ность стыковых соединений рельсов, сваренных способомконтактной сварки оплавлением, кроме выбора режимасварки, определяется правильным выбором технологии ирежима их термической обработки.Без проведения термической обработки сварного соедине-ния рельсов металл шва имеет крупнозернистую структу-ру, характеризующуюся меньшей пластичностью и повы-шенной хрупкостью по сравнению с основным металломрельса. Кроме того, после сварки новых типов высокоп-рочных рельсов в стыках наблюдается значительное сни-жение твердости до НВ 150, в том числе в закаленномслое металла головки рельса.Объемная термическая обработка сварных стыков рельсовтоком частотой 2,4 кГц в диапазоне температур 825—950 °Спозволяет повысить пластичность (улучшить показателихрупкой прочности и ударной вязкости) металла швашейки и основания рельса путем нормализации, а такжевыровнять твердость металла головки путем принудитель-ного ее охлаждения воздушной или водо-воздушной сме-сью после нагрева.Проведенные работы по созданию и испытанию опытнойконструкции нагревательной головки в неразъемном ин-дукторе показали технологический результат, полностьюудовлетворяющий действующим требованиям Техничес-ких условий для режимов термообработки стыков рельсовс узкой зоной нагрева и может быть основой для конст-руирования и выпуска промышленных установок для тер-мообработки сварных стыков рельсов в полевых условияхи в стационарных технологических линиях рельсосвароч-ных предприятий, в том числе с ускоренным циклом про-изводства. При этом возможно создание автоматическихсистем для измерения, управления и регулирования режи-мов индукционной термообработки стыков рельсов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУ-ДОВАНИЕ ДЛЯ ШОВНОЙ СВАРКИ И СВАРКОПАЙ-КИ ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ ТОНКОСТЕН-НЫХ ТРУБ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ. А.С.Письменный, В.В. Полухин, Вл.В. Полухин, Р.С. Губа-тюк (Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Ук-раины, Киев, Украина). Работа направлена на разработкутехнологии и оборудования для изготовления тонкостен-ных спиральношовных труб из нержавеющей стали с при-менением высокочастотной сварки взамен труб металлур-гического сортамента.Как известно, сегодня в большинстве случаев для соору-жения различных трубопроводов применяются сварныетрубы металлургического сортамента с толщиной стенки,рассчитанной на заведомо большее давление (7—10 МПаи более).Основной целью работы является уменьшение себестоимо-сти трубопроводов для холодного и горячего водоснабже-ния, химической, нефтеперерабатывающей и пищевойпромышленности, пригодных для транспортировки жид-ких и газообразных агрессивных сред.Уменьшение себестоимости достигается за счет изготов-ления труб с толщиной стенки, соответствующей факти-ческому рабочему и испытательному давлению системы,а также другим конкретным условиям работы. Факти-чески масса таких труб может быть ниже массы трубыметаллургического производства. Также уменьшение се-бестоимости изготовления трубопроводов достигается за

Alongside taking measures to improve metal quality, appli-cation of welding for manufacturing rail sections of greatlength is favourable for operation and maintenance of thetrack. Strength of butt joints of rails, made by flash-buttwelding, in addition to selection of welding mode, is deter-mined by correct selection of the technology and mode oftheir heat treatment.Without heat treatment of rail welded joint, the weld metalhas a coarse-grained structure, characterized by lower duc-tility and higher brittleness, compared to rail base metal.Moreover, after welding of new types of high-strength rails,a significant lowering of hardness to HB 150 is observed inthe butt joints, in particular in the quenched layer of railhead metal. Bulk heat treatment of rail welded butt jointsby current of 2.4 Hz frequency in the temperature range of825—950 °C allows increasing the ductility (improving brittlestrength and impact toughness values) of metal of the weldof rail web and base through normalizing, as well as levelingthe head metal hardness by its forced cooling by air or water-air mixture after heating. Conducted work on developmentand testing of experimental design of heating head in a one-piece inductor, showed a technological result, completelysatisfying the current requirements of Specifications formodes of heat treatment of rail butt joints with a narrowheating zone, and can be the basis for design and manufactureof production systems for heat treatment of welded buttjoints of rails in the field conditions and in stationary tech-nological lines of rail-welding enterprises, also those withaccelerated production cycle. It is also possible to developautomatic systems for measurement, control and regulationof the modes of induction heat treatment of rail butt joints.

EXPERIMENTAL TECHNOLOGIES AND EQUIPMENTFOR SEAM WELDING AND BRAZE-WELDING OFTHIN-WALLED PIPES FROM HIGH-STRENGTHSTEELS BY HIGH-FREQUENCY CURRENTS. A.S. Pis-menny, V.V. Polukhin, Vl.V. Polukhin, R.S. Gubatyuk(The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine). The work is aimed at development of technologyand equipment for manufacturing thin-walled spirally-welded pipes from stainless steels with application of high-frequency welding to replace pipes of metallurgical range.As is known, today welded pipes of metallurgical range withwall thickness designed for definitely higher pressure (7—10 MPa and more) are used in most cases for constructionof various pipelines.The main purpose of the study is reducing the cost of pipelinesfor cold and hot water supply, chemical, petroleum process-ing and food industry, suitable for transportation of liquidand gaseous aggressive media.Cost reduction is achieved due to fabrication of pipes withwall thickness, corresponding to actual working and testingpressure of the system, as well as other specific operatingconditions. Actually, the weight of such pipes can be equalto 20 % of that of pipes of metallurgical production. Sucha reduction of the cost of pipeline manufacture is achieveddue to absence of anticorrosion coating, lowering of mount-ing costs and many times extension of service life of suchpipes.


94

счет отсутствия антикоррозионного покрытия, снижениярасходов на монтаж и многократного увеличения срокаслужбы таких труб.Проведенные опыты по изготовлению сварных тонкостен-ных труб с использованием высокочастотного нагрева сви-детельствуют о возможности создания сварного спираль-ного шва, равнопрочного основному металлу. При этомраспределение нагрузок внутри такой трубы создает бла-гоприятные условия для работы таких швов, так как на-грузки от внутреннего давления вдоль оси трубы в двараза меньше поперечных.Скорость высокочастотной сварки, применяемой в даннойтехнологии, может составлять до 80 м/мин и поэтому,несмотря на спиральный шов, обеспечивает высокуюпроизводительность процесса.

ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА ТИТАНОВЫХ СПЛА-ВОВ С ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМВОЗДЕЙСТВИЕМ. В.Б. Порохонько, И.В. Протокови-лов, А.Т. Назарчук, Д.А. Петров, Л.М. Бабич (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина). В работе приведен анализ технологическихприемов и методов воздействия на процесс электрошлако-вой сварки (ЭШС), направленных на оптимизацию струк-туры металла шва и зоны термического влияния. Показанацелесообразность сочетания различных методов воздейст-вия на процесс ЭШС, основанных на тепловых и гидро-динамических механизмах управления формированиемсварных соединений. Тепловые методы основаны на опти-мизации термического цикла сварки путем снижения вели-чины сварочного зазора и погонной энергии сварки, чтопозволяет уменьшить протяженность зоны перегрева ос-новного металла и снизить интенсивность протекания про-цессов структурных превращений в нем. Гидродинамичес-кие методы воздействия основаны на использовании внеш-них магнитных полей с целью управления процессами теп-ломассопереноса в сварочной ванне и формирования ме-талла шва с мелкозернистой однородной структурой.Представлены результаты экспериментальных исследо-ваний по влиянию внешних поперечных магнитных полейразличных амплитудных и частотных характеристик натехнологические особенности ЭШС плит титановых спла-вов толщиной 60—115 мм и формирование сварных соеди-нений. Показана перспективность использования попереч-ного импульсного магнитного поля для управления крис-таллизацией металла шва. Эффективность такого воздей-ствия определяется гидродинамическими ударами нафронт кристаллизации, позволяющими измельчать струк-туру металла шва, а также возможностью снижения мас-согабаритных характеристик магнитных систем.Проведены работы по оптимизации сварочного зазора приЭШС титановых плит толщиной 115 мм. Эксперименталь-но показана целесообразность снижения сварочного зазо-ра до 20—22 мм, позволяющая снижать на 20—25 % погон-ную энергию сварки и уменьшать протяженность зонытермического влияния.Разработанные методы воздействия позволяют повыситьпроизводительность процесса сварки, уменьшить расходсварочных материалов и электроэнергии и обеспечиваютполучение качественных сварных соединений с гомоген-ной структурой металла шва.

ОБЗОР ТЕНДЕЦИЙ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕС-СОВ ТЕРМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ. A. Похмур-ская1, Б. Вьелаж2, Т. Лампке2, К. Рупрехт2 (1Факуль-тет сварки, диагностики и восстановления, Нац. ун-т«Львовская политехника», Львов, Украина; 2Ин-т

Conducted experiments on manufacture of thin-walledwelded pipes with application of high-frequency heating areindicative of the possibility of making a spiral weld, thestrength of which is equivalent to that of base metal. Loaddistribution inside such a pipe creates favourable conditionsfor operation of such welds, as loads from inner pressurealong the pipe axis are two times smaller than the transverseones. Speed of high-frequency welding applied in this tech-nology, can be up to 80 m/min, and, therefore, despite thespiral weld, it provides high process efficiency.

ELECTROSLAG WELDING OF TITANIUM ALLOYSWITH PULSED ELECTROMAGNETIC IMPACT. V.B.Porokhonko, I.V. Protokovilov, A.T. Nazarchuk, D.A.Petrov, L.M. Babich (The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine). The study gives analysisof technological measures and methods of controlling theprocess of electroslag welding (ESW), aimed at optimizationof the structure of weld metal and heat-affected zone. Therationality of combining various methods of making an im-pact on ESW process, based on thermal and hydrodynamicmechanisms of controlling welded joint formation, is shown.Thermal methods are based on optimization of thermal cycleof welding by reducing the size of welding gap and weldingheat input that allows reducing the extent of the zone ofbase metal overheating and lowering the intensity of runningof structural transformation processes in it. Hydrodynamicimpact methods are based on application of external magneticfields, in order to control the processes of heat mass transferin the weld pool and to form weld metal with a fine-graineduniform structure.Results of experimental studies on the influence of externaltransverse magnetic fields with various amplitude and fre-quency characteristics on technological features of ESW oftitanium alloy plates 60—115 mm thick and welded jointformation are given. Good prospects for application of trans-verse pulsed magnetic field to control weld metal solidifica-tion are shown. Effectiveness of such impact is determinedby hydrodynamic shocks applied to the solidification front,allowing refinement of weld metal structure, as well as bythe possibility of reduction of the weight and dimensions ofmagnetic system.Work has been performed on optimization of welding gapat ESW of titanium pates 115 mm thick. Rationality ofreducing the welding gap to 20—22 mm, allowing 20—25 %lowering of welding heat input and reducing the length ofheat-affected zone, is shown experimentally. Developed methods of impact allow increasing the efficiencyof the welding process, reducing the consumption of weldingconsumables and power, and ensure production of soundwelded joints with a homogeneous structure of weld metal.

OVERVIEW LECTURE ABOUT RESEARCH TRENDSFOR TS-PROCESSES. H. Pokhmurska1, B. Wielage2,Th. Lampke2, Ch. Rupprecht2 (1Department of Welding,Diagnosis and Restoration, National University LvivPolytechnika, Lviv, Ukraine; 2Institute of Materials Sci-


95

материаловедения и машиностроения, Технологическийун-т Хемница, Германия). Процессы термического напы-ления в настоящее время используются во многих отрас-лях промышленности, в особенности для защиты от износаи коррозии. Общие тенденции разработки новых материа-лов покрытий для газотермического напыления основанына реальных потребностях промышленности. Многие ис-следования направлены на замену опасных или дорогихматериалов, разработку энергосберегающих технологий,функционализацию покрытий и поверхностей материалови т. д.В докладе изложены результаты отобранных исследова-тельских проектов, которые были выполнены в Институтематериаловедения и машиностроения Университета Хем-ница в области термического напыления. Основное внима-ние уделено разработке исходных материалов на основежелеза, как порошков для напыления, так и порошковыхпроволок. Даны некоторые примеры применения разрабо-танных покрытий для улучшения износостойкости дета-лей машин в печатной промышленности и машинострое-нии, сопротивления высокотемпературной газовой эрозиикомпонентов в энергетике и комбинированной защиты лег-ких материалов от коррозии и износа.

ИНДУЦИРОВАННЫЕ ВОДОРОДОМ ХОЛОДНЫЕТРЕЩИНЫ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ВПНЛСТАЛЕЙ. И.К. Походня, А.В. Игнатенко, А.П. Паль-цевич, В.С. Синюк (Ин-т электросварки им. Е.О. Пато-на НАН Украины, Киев, Украина). Вероятность развитияиндуцированных водородом холодных трещин (ИВХТ) всварном соединении зависит от ряда взаимосвязанных исложных физических явлений. В Институте электро-сварки им. Е.О. Патона НАНУ проведены исследованияпроцессов абсорбции водорода металлом, его диффузиив сварном соединении с учетом кинетики температурногоградиента, ловушек водорода и роста остаточных напря-жений, выполнены математическое моделирование и рас-четно-экспериментальные исследования механизмов обра-зования и роста ИВХТ в сварных соединениях на микро-и макроуровне.Проведенные расчетно-экспериментальные исследованияподтвердили существование значительных отличий меха-низмов диффузии водорода в недеформированном и пла-стически деформированном металле, что необходимо учи-тывать для адекватного расчета кинетики изменений поляконцентрации водорода в сварном соединении в процессеего охлаждения.Показано, что в основе механизма водородной хрупкостилежит взаимодействие водорода с дислокациями. Водородоказывает влияние на зарождение и рост микротрещин вметалле, облегчая слияние дислокаций, что приводит клокализации пластической деформации под влиянием во-дорода.Влияние водорода на зарождение микротрещины на мак-роуровне проявляется в виде снижения нормальных рас-тягивающих напряжений, необходимых для ее зарожде-ния. Если микротрещина не теряет стабильность в моментсвоего зарождения (хрупкий механизм), то дальнейшийее рост происходит по квазихрупкому механизму за счётобразования новых микродефектов в ее вершине под влия-нием водорода, что лежит в основе замедленного разру-шения.Моделирование роста субмикротрещины в зерне металлас учетом эффекта водородной локализации пластичностипоказало, что при уменьшении размера зерна металл ста-новится более хрупким и чувствительным к водородной

ence and Engineering,Chemnitz University of Technology,Chemnitz, Germany). Thermal spray processes are used cur-rently in many branches of industry, especially for wear andcorrosion protection. General trends in the development ofnew coating materials for thermal spraying are based on theactual industrial demands. Many investigations are aimedon the substitution of the hazardous or expensive materials,developing of energy-saving technologies, functionalisationof coatings and material surfaces, etc.In the present paper the results of selected research projectsthat have been carried out in the Institute of Materials Sci-ence and Engineering of Chemnitz University of Technologyin the field of thermal spraying are shortly summarised. Themain attention is paid to the development of the iron-basedfeedstock materials, both the spray powders and cored pow-der wires. Some application examples of the developed coat-ing for improvement of wear resistance of machine parts inprinting industry and machine building, hot gas erosion re-sistance of components in energy production, combined cor-rosion and wear protection of light weight materials arepresented.

HYDROGEN-INDUCED COLD CRACKS IN WELDEDJOINTS OF HSLA STEELS. I.K. Pokhodnya, A.V. Ig-natenko, A.P. Paltsevich, V.S. Sinyuk (The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Prob-ability of development of hydrogen-induced cold cracks(HICC) in the welded joint depends on a number of inter-related and complex physical phenomena. E.O. Paton Elec-tric Welding Institute of NASU conducted investigations ofthe processes of hydrogen absorption by metal, and its dif-fusion in the welded joint, allowing for the kinetics of thetemperature gradient, hydrogen traps and residual stressgrowth, performed mathematical simulation and calculation-experimental investigations of the mechanisms of HICC for-mation and growth in welded joints on the micro- andmacrolevel.Conducted calculation experimental investigations con-firmed the existence of considerable differences in the mecha-nisms of hydrogen diffusion in undeformed and plastically-deformed metal that should be taken into account for ade-quate calculation of the kinetics of variation of hydrogenconcentration field in the welded joint during its cooling.It is shown that hydrogen embrittlement mechanism is basedon hydrogen interaction with the dislocations. Hydrogenaffects microcrack initiation and growth in the metal, facili-tating dislocation coalescence that leads to localizing of plas-tic deformation under the influence of hydrogen.Hydrogen influence on microcrack initiation on themacrolevel is manifested in the form of lowering of normaltensile stresses, required for its initiation. If the microcrackdoes not loose its stability at the moment of its initiation(brittle mechanism), then its further growth occurs by thequasibrittle mechanism, because of formation of new mi-crodefects in its tip under the influence of hydrogen that isthe basis for delayed fracture.Simulation of the growth of submcirocrack in the metalgrain, allowing for the effect of hydrogen-induced localizingof ductility, showed that at refinement the metal of thegrains becomes more brittle and sensitive to hydrogen em-brittlement, although the absolute value of fracture stressrises.Proceeding from experimental investigations and computersimulation a mechanism of macrocrack development in hy-drogen-containing metal was proposed that allows for the


96

хрупкости, хотя абсолютная величина напряжения разру-шения возрастает.На основе проведенных экспериментальных исследованийи компьютерного моделирования предложен механизмразвития макротрещины в содержащем водород металле,который учитывает эффект водородной локализации пла-стичности. Присутствие водорода ведет к уменьшению сте-пени пластической деформации металла, необходимой дляразрушения образца, что значительно снижает энергиюразрушения и приводит к охрупчиванию.

РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ СОЗДАНИЯМУЛЬТИМОДАЛЬНЫХ СВАРОЧНЫХ МАТЕРИА-ЛОВ И ИМПУЛЬСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕ-НИЯ НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И НАПЛАВ-ЛЕННЫХ ПОКРЫТИЙ С МНОГОМАСШТАБНОЙСТРУКТУРОЙ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ, РАБОТАЮЩИХ ВУСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА И АРКТИКИ. С.Г.Псахье1, К.А. Ющенко2, Ю.Н. Сараев1, Ю.Н. Кахов-ский2, В.П. Безбородов2 (1Ин-т физики прочности и ма-териаловедения СО РАН, Томск, Россия; 2Ин-т электро-сварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина).В работе предлагается новый подход для решения проб-лемы повышения эксплуатационной надежности, преждевсего прочности и усталостной прочности сварных соеди-нений, изготавливаемых из современных марок низколе-гированных, среднелегированных и высокомарганцовис-тых сталей, методами модифицирования присадочных ма-териалов мультимодальными композиционными частица-ми химических соединений и формируемых неразъемныхсоединений, применением адаптивных импульсных техно-логий сварки и наплавки. Использование в шихте расход-ных материалов – в электродах, проволоках и порошко-вых материалах компонентов, содержащих микролеги-рующие добавки, позволит активно влиять на структуруи свойства формируемого металла. Состав наплавленногометалла будет отличаться от исходного электродного (при-садочного) материала вследствие перемешивания с основ-ным металлом, химического взаимодействия легирующихэлементов с материалом флюса, насыщения газами (кисло-родом, азотом, водородом) из воздуха и при взаимодей-ствии с влагой. Благодаря высокой скорости охлажденияи повышенному содержанию примесей в наплавленномметалле появляются неравновесные выделения избыточ-ных фаз, вследствие чего у такого металла, как правило,снижаются характеристики пластичности (относительноеудлинение, относительное сужение) и ударная вязкость,особенно при низких температурах. При модифицирова-нии происходит измельчение структуры сварного шва ипокрытий, а также повышаются физико-механические иэксплуатационные свойства.Проведение исследований в указанном направлении поз-волит решить фундаментальную проблему повышенияпрочностных и эксплуатационных свойств сварных кон-струкций, машин и механизмов, эксплуатируемых в усло-виях Крайнего Севера и Арктики.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВДУГОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ ПРИ ВОЗДЕЙ-СТВИИ УПРАВЛЯЮЩИХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ.А.Д. Размышляев, М.В. Миронова, С.В. Ярмонов, П.А.Выдмыш (ГВУЗ «Приазовский государственный техни-ческий университет», Мариуполь, Украина). При сваркеи наплавке используют продольные и поперечные магнит-ные поля. Однако данные об эффективности применениятаких полей при дуговой наплавке проволокой под флю-сом противоречивы и не выяснены в полной мере.

effect of hydrogen-induced localizing of ductility. Hydrogenpresence leads to reduction of the degree of plastic deforma-tion of metal, required for sample fracture that significantlylowers the fracture energy and leads to embrittlement.

ESTABLISHING SCIENTIFIC FUNDAMENTALS OFDEVELOPMENT OF MULTIMODAL WELDING CON-SUMABLES AND PULSED TECHNOLOGIES TO PRO-DUCE PERMANENT JOINTS AND FUSED COATINGSWITH MULTISCALE STRUCTURE FOR ITEMS OPER-ATING IN EXTREME NORTH AND ARCTIC REGIONS.S.G. Psakhtje1, K.A. Yushchenko2, Yu.N. Saraev1, Yu.N.Kakhovsky2, V.P. Bezborodov2 (1Institute of StrengthPhysics and Materials Science of SD of RAS, Tomsk, Rus-sia; 2The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU,Kiev, Ukraine). The study proposes a new approach to so-lution of the problem of improvement of operating reliability,primarily strength and fatigue strength of welded joints madeon currently available grades of low-alloyed, medium-al-loyed and high-manganese steels, by the methods of modi-fying the filler materials by multimodal composite particlesof chemical compounds and formed permanent joints andapplication of adaptive pulsed technologies of welding andsurfacing. Application of components containing microalloy-ing additives in the charge of consumable materials, namelyin electrodes, wires and powderlike materials, will allowactively influencing the structure and properties of theformed material. Deposited metal composition will differfrom the initial electrode (filler) material as a result of mix-ing with the base metal, chemical interaction of alloyingelements with flux material, saturation with gases (oxygen,nitrogen, hydrogen) from air and at interaction with mois-ture. Owing to high cooling rate and increased content ofimpurities, non-equilibrium precipitates of excess phases areformed in the deposited metal that results, as a rule, inlowering of characteristics of ductility (relative elongation,relative reduction in area) and impact toughness in such ametal, particularly at low temperatures. Modification resultsin refinement of the structure of the weld and coatings, aswell as improvement of physico-mechanical and service prop-erties.Performance of investigations in the mentioned directionwill allow solving the fundamental problem of improvementof strength and service properties of welded structures, ma-chines and mechanisms, operating under the conditions ofExtreme North and Arctic regions.

IMPROVEMENT OF THE EFFECTIVENESS OF THEPROCESSES OF ARC WELDING AND SURFACINGUNDER THE IMPACT OF CONTROLLING MAGNETICFIELDS. A.D. Razmyshlayev, M.V. Mironova, S.V. Yar-monov, P.A. Vydymysh (SHEE «Priazov. State Techn.Univ.», Mariupol, Ukraine). Longitudinal and transversemagnetic fields are used in welding and surfacing. However,the data on effectiveness of application of such fields insubmerged-arc wire surfacing are contradictory and have notyet been completely clarified.


97

Целью настоящей работы явилось исследование произво-дительности расплавления электродного металла и про-плавления основного металла при дуговой наплавке подфлюсом с использованием продольного магнитного поля(ПРМП) и поперечного магнитного поля (ПОМП).Установлено, что при наплавке под флюсом с воздейст-вием ПРМП коэффициент расплавления электрода зави-сит от магнитных свойств материала электрода, возрастаяпри увеличении магнитной проницаемости материала. Этонаблюдается при наплавке с воздействием постоянного ипеременного, в том числе и частотой 50 Гц ПРМП прово-локами сплошного сечения и порошковыми проволоками,имеющими оболочки из ферромагнитных материалов. Ко-эффициент расплавления электродной проволоки αр приобратной полярности наплавки под флюсом с воздейст-вием ПРМП повышается на 30 %, а при прямой поляр-ности процесса – на 50 %. При наплавке проволокамииз немагнитных материалов воздействие ПРМП αр элек-тродов не повышает. Глубина и площадь проплавленияосновного металла при этом уменьшаются в 2—3 раза, адоля участия основного металла в наплавленном – в 1,3—2,5 раза.При наплавке на обратной полярности воздействие по-стоянного и переменного частотой 50 Гц ПОМП повышаеткоэффициент расплавления электродных проволок как изферромагнитных, так и немагнитных материалов на 30 %.При дуговой сварке и наплавке с использованием прово-лок и основного металла из немагнитных материалов воз-действием ПОМП возможно уменьшить в 2 раза, либоувеличить в 1,5 раза глубину проплавления основного ме-талла.Следует отметить, что процессы дуговой сварки и наплав-ки проволокой под флюсом с воздействием ПРМП иПОМП являются ресурсо- и энергосберегающими процес-сами.

НОВІ СПОСОБИ ХОЛОДНОГО ЗВАРЮВАННЯ ЧА-ВУНУ МАЛОВУГЛЕЦЕВИМИ МАТЕРІАЛАМИ. М.К.Резніченко, М.А. Калін, К.О. Ізотова (Укр. інж.-педа-гог. акад., Харків, Україна). Мета роботи – підвищенняякості зварного шва і зниження твердості наплавленогометалу при холодному зварюванні чавуну сталевими елек-тродами.Спосіб зварювання чавуну полягає в тому, що почергововиконують зварювання сталевими електродами маркиУОНИ-13/55 з наступним механічним видаленням 0,3—0,5 висоти наплавленого металу до заповнення розробкиі забезпечення посилення шва.Видалення металу шва проводили електричною шліфу-вальною машинкою, каменем завтовшки 6 мм.В результаті досліджень зварних швів пор, тріщин і іншихдефектів в зварних швах і зоні термічного впливу не ви-явлено. Твердість металу шва не перевищувала НВ 180—200 і дозволяла легко проводити механічну обробку звар-них швів. Спосіб зварювання тонкостінного чавуну полягає в тому,що поряд з тріщиною по обидві сторони на відстані 1,4—2,0товщини металу, що зварюється, розробляють канавку повсій довжині тріщини, глибиною 0,3—0,6 і шириною 0,6—1,0 товщини металу, зварювання виконують короткимиділянками шириною 20—30 мм поперек тріщини з запов-ненням металом шва підготовлених канавок, почергововід країв тріщини до середини з обов’язковим перекриттямпопереднього валика наступним на 1/4—1/3 його ши-рини.Спосіб напівавтоматичного зварювання чавуну полягаєв тому, що дуга горить між вугільним електродом і виро-

The objective of this work was investigation of the efficiencyof electrode metal melting and base metal penetration insubmerged-arc surfacing with application of longitudinalmagnetic field (LMF) and transverse magnetic field (TMF).It is established that in submerged-arc surfacing with LMFaction the coefficient of electrode melting depends on mag-netic properties of electrode material, increasing with in-crease of material magnetic permeability. This is observedat surfacing with application of a constant and variable field,including 50Hz LMF, with solid and flux-cored wires, hav-ing sheathes from ferromagnetic materials. Coefficient ofmelting of electrode wire αm at reverse polarity of submerged-arc surfacing increases by 30 % under LMF impact, and atdirect polarity it rises by 50 %. At surfacing with wires fromnonmagnetic materials with LMF application αm is not in-creased. Depth and area of base metal penetration here de-crease 2—3 times, and fraction of base metal in the depositedmetal decreases 1.3—2.5 times.At surfacing at reverse polarity, application of constant andvariable TMF of 50 Hz frequency increases the coefficientof melting of electrode wires both from ferromagnetic, andnonmagnetic materials by 30 %.In arc welding and surfacing with application of wires andbase metal from nonmagnetic materials TMF applicationallows reducing 2 times or increasing 1.5 times the base metalpenetration depth. It should be noted that submerged-arc welding and surfacingwith LFM and TMF application are resource- and power-saving processes.

NEW METHODS OF COLD WELDING OF CAST IRONBY LOW-CARBON MATERIALS. M.K. Reznichenko,M.K. Kalin, K.O. Izotova (Ukr.Eng.-Pedag. Acad.,Kharkiv, Ukraine). The objective of the study is improve-ment of weld quality and lowering of deposited metal hard-ness in cold welding of cast iron by steel electrodes.Method of cast iron welding consists in sequential perform-ance of welding with steel electrodes of UONI-12/55 gradesand subsequent mechanical removal of 0.3—0.5 of the depos-ited metal height up to groove filling and providing the weldreinforcement.Weld metal removal was performed by electric polishingmachine with 6 mm thick stone.Weld examination did not reveal any pores, cracks or otherdefects in them or heat-affected zone. Weld metal hardnessdid not exceed HB 180—200 and allowed easy machining ofthe welds.Method of welding thin-walled cast iron consists in makinga groove of the depth of 0.3—0.6 and width of 0.6—1.0 ofmetal thickness on both sides near the crack along its entirelength at the distance of 1.4—2.0 of metal thickness, weldingbeing performed by short sections of 20—30 mm width acrossthe crack with prepared groove filling by weld metal, alter-natively from crack edges towards its center with compulsoryoverlapping of the previous bead by the next one by 1/4—1/3of its width.Method of semi-automatic welding of cast iron consists inthat the arc runs between the carbon electrode and item,while welding wire of Sv-08G2S grade is fed through theopening in the carbon electrode, which is powered by straightpolarity current.


98

бом, а зварювальний дріт марки Св-08Г2С подають черезотвір у вугільному електроді, який живиться струмом пря-мої полярності.При цьому вугільний електрод одночасно являється стру-мопідводом до зварювального дроту і речовиною, що ут-ворює вуглекислий газ у дузі при зварюванні на прямійполярності.Вуглекислий газ виконує захист зварювальної ванни відатмосферного повітря і служить додатковим окислювачемвуглецю, що надходить у зварювальну ванну із основногометалу—чавуну.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЛАВЛЕНИЯ ИПЕРЕНОСА ЭЛЕКТРОДНОГО МЕТАЛЛА ПРИ СВАР-КЕ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ. А.П. Семёнов,И.В. Кривцун, В.Ф. Демченко (Ин-т электросварки им.Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). Предло-жена модель процессов плавления электродного металла,формирования и отрыва капель при сварке плавящимсяэлектродом, учитывающая взаимодействие тепловых,электромагнитных, гидродинамических и капиллярныхявлений, протекающих в системе «электродная проволо-ка—капля». Тепловые процессы моделируются путем ре-шения задачи теплопереноса в рассматриваемой системес учетом джоулева нагрева электродного металла, конвек-ции в капле и тепловых потерь, обусловленных испаре-нием металла с ее поверхности. Модель гидродинамичес-ких процессов в капле базируется на уравнениях движениявязкой несжимаемой жидкости со свободной поверхно-стью при наличии поверхностных (капиллярная сила) иобъемных сил (сила тяжести и сила Лоренца, определяе-мая в результате решения электромагнитной задачи). Причисленной реализации моделей используется метод конеч-ных элементов. Приведены результаты моделирования ди-намики формирования и отрыва капель, а также резуль-таты расчетов полей температуры, скорости и плотностиэлектрического тока в капле в процессе ее формирования.Полученные расчетные данные находятся в хорошем со-ответствии с имеющимися экспериментальными данными.

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ ПРИ УК-РУПНЕНИИ И МОНТАЖЕ МЕТАЛЛОКОНСТРУК-ЦИЙ АРКИ ПОДОЛЬСКОГО МОСТОВОГО ПЕРЕ-ХОДА В КИЕВЕ. А.Г. Синеок, А.М. Герасименко, В.Д.Рябоконь, К.В. Рябцев, В.В. Бричак, С.Н. Толстый (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина). Институтом электросварки им. Е.О. Патонаосуществляется научно-техническое и инженерное сопро-вождение строительства при укрупнении и монтаже ме-таллоконструкций арки Подольского мостового переходав г. Киеве (габариты поперечника 3300—4100 мм и массаодного монтажного блока 120 т).Исходя из конструктивных решений, условий транспор-тировки, требований к подъемно-транспортному оборудо-ванию, используемому при строительстве и транспорти-ровке заводских элементов металлоконструкций арки бы-ли исследованы и применены современные технологииручной, полуавтоматической и автоматической сварки.Специалистами ИЭС им. Е.О. Патона обеспечено комп-лексное решение научных, проектных, производственныхвопросов, изучено рациональное назначение способовсварки монтажных соединений с учетом укрупнения и мон-тажа отдельных секций-блоков арки, связующих ферм ираскосных ферм.Монтажные стыки арки включают стыковые и тавровыесоединения толщиной от 20 до 50 мм, в том числе с не-стандартными разделками торцов с переменным углом на-

The carbon electrode simultaneously is a current-conduit tothe welding wire and material that forms the carbon dioxidegas in the arc in straight polarity welding.Carbon dioxide gas performs shielding of the weld pool fromatmospheric air and is an additional carbon oxidizer thatpenetrates into the weld pool from base metal—cast iron.

SIMULATION OF THE PROCESSES OF MELTINGAND FUSION OF ELECTRODE METAL IN CONSUM-ABLE ELECTRODE WELDING. A.P. Semyonov, I.V.Krivtsun, V.F. Demchenko (The E.O. Paton Electric Weld-ing Institute, NASU, Kiev, Ukraine). A model is proposedof the processes of electrode metal melting, formation andseparation of the drops in consumable electrode welding,allowing for the interaction of thermal, electromagnetic,hydrodynamic and capillary phenomena running in «elec-trode wire—drop» system. Thermal processes are simulatedby solving the problem of heat transfer in the consideredsystem allowing for Joulean heating of electrode metal, con-vection in the drop and heat losses due to metal evaporationfrom its surface. Model of hydrodynamic processes in thedrop is based on equations of motion of viscous incompress-ible liquid with a free surface in the presence of surface(capillary force) and bulk forces (force of gravity and Lorenzforce, determined as a result of solving the electromagneticproblem). Finite element method is used at numerical reali-zation of the models. Results of simulation of drop formationand separation dynamics are given, as well as the results ofcalculation of temperature fields, velocity and density ofelectric current in the drop during its formation. Obtainedcalculation data are in good agreement with the availableexperimental data.

MODERN WELDING TECHNOLOGIES AT ENLARGE-MENT AND MOUNTING OF METAL STRUCTURES OFTHE ARCH OF PODOL BRIDGE IN KIEV. A.G. Sineok,A.M. Gerasimenko, V.D. Ryabokon, K.V. Ryabtsev, V.V.Brichak, S.N. Tolsty (The E.O. Paton Electric Welding In-stitute, NASU, Kiev, Ukraine). E.O. Paton Electric WeldingInstitute provides scientific-technical and engineering supportat enlargement and mounting of metal structures of the archof Podolsk Bridge in Kiev (transverse dimensions of 3300—4100 mm and weight of one mounting block of 120 t).Proceeding from design solutions, transportation conditions,requirements to hoisting equipment, used in constructionand transportation of pre-fabricated elements of arch metalstructures, modern technologies of manual, semiautomaticand automatic welding were studied and applied. Specialistsof E.O. Paton Electric Welding Institute provided a com-prehensive solution of scientific, design and production tasks,studied rational selection of processes for welding erectionjoints, allowing for enlargement and mounting of individualsections-blocks of the arch, binding and bowstring trusses.Erection joints of the arch include butt and tee joints of 20to 50 mm thickness, also with nonstandard grooves with avariable angle of inclination of wall butt joints within 0—34°in the vertical plane. Welding had to be performed in thedownhand, vertical, overhead positions and horizontal po-sition on the vertical plane. Such conditions make higherrequirements to mechanized welding processes.


99

клона стыков стенок в вертикальной плоскости в пределах0—34°. Сварку необходимо выполнять в нижнем, верти-кальном, потолочном и горизонтальном на вертикальнойплоскости положениях. Такие условия предъявляют по-вышенные требования к способам механизированнойсварки.В результате выполненных исследований для всех основныхмонтажных соединений металоконструкций арки принятытехнологии автоматической сварки под флюсом АН-47 про-волокой Св-10НМА и ручной дуговой электродамиFOX EV 50, ОК 53.70. В соответствии с ДСТУ 3951—2000разработаны и согласованы с заказчиком (Дирекциейстроительства дорожно-транспортных сооружений г. Кие-ва) технологические инструкции на сборку-сварку свар-ных соединений. Специалистами ИЭС выполняются рабо-ты по технологическому сопровождению монтажа метал-локонструкций арки, авторский надзор разработок в со-ответствии с ДБН В.1.2-5:2007.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ СВАРКИ АТМОСФЕ-РОСТОЙКОГО ПРОКАТА КЛАССОВ ПРОЧНОСТИС355—500 МПа. А.Г. Синеок1, А.М. Герасименко1, В.Д.Рябоконь1, К.В. Рябцев1, А.А. Гоцуляк2 (1Ин-т электро-сварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина;2ИСД Хута Ченстохова, Польша). Как свидетельствуютрезультаты обследования состояния металлоконструкциймостов со сталежелезобетонной проезжей частью, сталь-ными главными и поперечными балками, основным видомих повреждений является уменьшение сечения поясов истенок балок вследствие коррозии, существенно снижаю-щей несущую способность и эксплуатационную пригод-ность. Сочетание конструктивных и технологических при-чин в совокупности с применением в мостах более раннейпостройки обычных строительных сталей усиливают и ус-коряют процессы коррозии в конструкции.На протяжении последних шести лет в строительство от-ветственных сварных конструкций внедрена и успешноприменяется сталь 06ГБ(Д), 06Г2Б(Д) С 355—490 – сов-ременный конструкционный материал на С—Mn основе сиспользованием механизма карбонитридного упрочнения.Стали такого класса весьма экономичны, имеют сбаланси-рованные механические и технологические свойства. Дан-ная сталь применена при строительстве ответственныхобъектов, таких как доменная печь на Криворожском ком-бинате, доменная печь на комбинате «Азовсталь», резер-вуары для хранения нефти в Бродах вместимостью75 000 м3, в Мозыре 50 000 м3, мост через вход в ГаваньПодольского мостового перехода. Для изготовления имонтажа данных металлоконструкций в ИЭС разработанытехнологии сварки. Учитывая заинтересованность мосто-строителей в применении для пролетных строений мостоватмосферостойкого проката, на базе сталей 06ГБ(Д),06Г2Б(Д) создана сталь повышенной стойкости противкоррозии. В ИЭС выполнены исследования служебныххарактеристик, свариваемости, а также коррозионнойстойкости опытно-промышленной плавки стали 06Г2БДПкласса прочности С390, выполнены исследования свари-ваемости, разработаны технологии автоматической подфлюсом и механизированной сварки применительно к из-готовлению и монтажу мостовых металлоконструкций.Экономнолегированная сталь повышенной стойкости про-тив атмосферной коррозии марки 06Г2БДП С 350—500 МПарекомендована для изготовления мостовых металлоконст-рукций.

As a result of the performed investigations, technologies ofautomatic submerged-arc welding with AN-47 flux and Sv-10NMA wire and manual arc welding with FOX EV 50, OK53.70 electrodes were accepted for all the main erection jointsof metal structures. In keeping with DSTU 3951—2000, tech-nological instructions on assembly-welding of welded jointswere developed and coordinated with the Customer (KievAdministration of Construction of Road-Transportation Fa-cilities). PWI specialists perform work on technological sup-port of mounting of arc metal structures, and field supervi-sion of developments in keeping with DN V.1.2-5:2007.

DEVELOPMENT OF TECHNOLOGIES OF WELDINGWEATHER-RESISTANT ROLLING STOCK OFSTRENGTH CLASSES C355—500 MPa. A.G. Sineok1,A.M. Gerasimenko1, V.D. Ryabokon1, K.V. Ryabtsev1,A.A. Gotsulyak2 (1The E.O. Paton Electric Welding Insti-tute, Kiev, Ukraine; 2ISD Huta Czenstochova, Poland).As indicated by the results of examination of the conditionof bridge metal structures with concrete roadway, main andtransverse steel beams, the main type of their damage isreduction of the section of girths and webs as a result ofcorrosion, essentially lowering the load-carrying capacityand serviceability. A combination of design and technologicalcauses together with application of conventional structuralsteels in earlier built bridges, enhance and accelerate theprocesses of corrosion in the structure.During the last six years 355—490 MPa 06GB(D),06G2B(D) steel has been introduced and successfully appliedin construction of critical welded structures. This is a modernC-Mn-based structural material with carbonitride strength-ening mechanism. Steels of this class are highly cost-effec-tive, and have balanced mechanical and technological prop-erties. This steel was applied in construction of such criticalfacilities as blast furnace at Krivoj Rog Works, blast furnaceat «Azovstal» Works, oil storage tanks in Brody of75,000 m3, and in Mozyr of 50,000 m3 volume, Podol bridgeacross the entrance to the Bay. PWI developed weldingtechnologies for fabrication and mounting of these metalstructures. Considering the interest of bridge builders toapplication of weather-resistant rolled stock for span struc-tures of bridges, steel with increased corrosion resistancewas developed on the basis of steels 06GB(D),06G2B(D).PWI performed investigations of service properties, weld-ability, as well as corrosion resistance of pilot-productionmelt of 06G2DP steel of strength class C390, conductedweldability studies, and developed technologies of sub-merged-arc and mechanized welding for fabrication andmounting of bridge metal structures. Sparsely-alloyed 350—500 MPa steel of 06G2BDP grade with increased atmosphericcorrosion resistance was recommended for fabrication ofbridge metal structures.


100

РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ РОБО-ТИЗИРОВАННОЙ МНОГОПРОХОДНОЙ МИГ/МАГСВАРКИ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДО-ВАНИЙ ВЛИЯНИЯ СХЕМ И РЕЖИМОВ СВАРКИШВОВ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННЫЕСОСТОЯНИЯ. Т.Г. Скуба, В.А. Коляда, В.В. Долинен-ко, Е.В. Шаповалов (Ин-т электросварки им. Е.О. Па-тона НАН Украины, Киев, Украина). Неравномерныйвысокотемпературный нагрев элементов конструкций впроцессе сварки вызывает появление в них деформацийи напряжений. Искажение формы и размеров конструк-ций во многих случаях отрицательно сказывается на ееэксплуатационных качествах. Между тем правильное по-строение технологического процесса сборки и сварки, вы-бор рациональных режимов сварки, приемов последова-тельности сварки швов и заполнения разделки позволяетуменьшить деформации. Использование сварочного робо-та, оснащенного лазерно-телевизионным сенсором позво-ляет реализовывать адаптивный процесс многопроходнойсварки в реальном масштабе времени, повышать качествои надежность сварных соединений и минимизировать де-формации в сварной конструкции.Разработанная в данной работе имитационная модель по-зволяет в режиме off-line проверять алгоритмы движенияманипулятора с произвольной кинематической компонов-кой и алгоритмы заполнения стыка при многопроходнойМИГ/МАГ сварке в соответствии с реальной геометриейразделки кромок. Модель позволяет выбирать различныесхемы заполнения разделки – блоками, каскадом илигоркой. При этом в модель заложены возможности расчетатраекторий сварки швов в каждом слое, варьированияколичества швов в слое и слоев в многослойном шве, рас-чета площадей поперечных сечений наплавляемых вали-ков и их ширины. Также имитационная модель позволяетуправлять длиной участков швов, необходимых для за-полнения разделки по всей длине. Кроме того, перечислен-ные возможности имитационной модели применимы нетолько для процесса сварки изделий с постоянной геомет-рией разделки кромок на всем протяжении стыка, но и сизменяющейся геометрией.Предложенная имитационная модель роботизированноймногопроходной МИГ/МАГ сварки может использовать-ся не только для разработки и проверки алгоритмов тех-нологической и геометрической адаптации к заранее неиз-вестной геометрии разделки при многопроходной сварке,но и для визуализации роботизированного процесса за-полнения разделки кромок при сварке.

РЕМОНТ ФРАГМЕНТОВ КОРПУСА МЕЖДУНА-РОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ С ПРИМЕНЕ-НИЕМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ. Е.Г. Тер-новой, В.Ф. Шулым, Ю.Н. Ланкин (Ин-т электросвар-ки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина).Опыт эксплуатации космических объектов, функциони-рующих длительное время в условиях космоса, таких, какорбитальный комплекс «Мир», а затем и международнаякосмическая станция (МКС), показал вероятность во-зникновения различных аварийных ситуаций, требующихиспользования с целью ремонта технологических процес-сов, таких как сварка и родственные ей технологии (резка,пайка, нагрев и др.). При этом наиболее уязвимыми могутбыть корпусные оболочки этих объектов, подвергаемыеразличным механическим воздействиям или повреж-дениям, связанным с длительным временем пребыванияих в космической среде, что может привести к потере гер-метичности функционирующего космического аппарата.

DEVELOPMENT OF SIMULATION MODEL OF RO-BOTIC MULTIPASS MIG/MAG WELDING FOR EX-PERIMENTAL INVESTIGATIONS OF THE INFLU-ENCE OF SCHEMATICS AND MODES OF MAKINGTHE WELDS ON STRESS-STRAIN STATES. T.G. Skuba,V.A. Kolyada, V.V. Dolinenko, E.V. Shapovalov (TheE.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Uk-raine). Non-uniform high-temperature heating of structuralelements during welding induces strains and stresses in them.Distortion of structure shape and dimensions in many casesis negative for its performance. On the other hand, correctorganization of the technological process of assembly andwelding, selection of rational welding modes, techniques andsequence of making the weld and groove filling allows re-ducing the deformations. Application of a welding robot,fitted with laser-TV sensor, allows implementation of adap-tive process of multipass welding in real time, improvementof the quality and reliability of welded joint and minimizingdeformations in the welded structure.Simulation model developed in this work, allows verificationin off-line mode of the algorithms of motion of a manipulatorwith an arbitrary kinematic layout and algorithms of buttfilling in multipass MIG/MAG welding, in keeping withthe actual geometry of edge preparation. The model allowsselection of various schematics of groove filling - by blocks,cascade or hill. Here, the model incorporates the capabilitiesof calculation of trajectories of making the weld in eachlayer, variation of the number of welds in the layers and oflayers in a multilayer weld, calculation of cross-sectionalareas of the deposited beads and their width. The simulationmodel also allows controlling the length of weld sections,required for filling the groove along its entire length. Inaddition, the enumerated capabilities of the simulation modelare applicable not only for the processes of welding itemswith constant groove geometry along the entire length ofthe butt, but also those with varying geometry.Proposed simulation model of robotic multipass MIG/MAGwelding can be used not only for development and verifica-tion of algorithms of technological and geometrical adapta-tion to earlier unknown groove geometry, but also for visu-alization of the robotic process of groove filling in welding.

REPAIR OF FRAGMENTS OF THE CASE OF INTER-NATONAL SPACE STATION WITH APPLICATION OFELECTRON BEAM WELDING. E.G. Ternovoj, V.F.Shulym, Yu.N. Lankin (The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine). Experience of service ofspace objects operating for a long time in space environmentsuch as «Mir» orbital complex, and then the InternationalSpace Station (ISS), showed the probability of developmentof various emergencies, requiring application of such tech-nological processes as welding and allied technologies (cut-ting, brazing, heating, etc.) for repair. The most vulnerablepotentially are the case shells of these objects, exposed tovarious mechanical impacts or damage, associated with theirlong-term stay in the space environment that may lead toloss of sealing of the operating space vehicle.Welding and allied technologies open up broad possibilitiesfor elimination of such damage and defects. So, for instance,in order to restore the sealing of a damaged case of the shellby welding, it is possible to perform welding up of cracks,


101

Сварочные и родственные технологии имеют широкие воз-можности для устранения таких повреждений и дефектов.Так, например, для восстановления герметичности по-врежденного корпуса оболочки сваркой можно выполнитьзаварку трещин, пробоин или свищей, а также приваркунакладок-заплат в месте возникшего дефекта.Многолетними исследованиями, проведенными в ИЭСим. Е.О. Патона НАНУ, установлено, что одним из опти-мальных способов ремонта корпусных оболочек в услови-ях космоса может быть механизированная или ручнаяэлектронно-лучевая сварка.Целью настоящей работы является применение механизи-рованной электронно-лучевой сварки для ремонта фраг-ментов корпуса МКС, эксплуатируемой в космосе болеедесяти лет.Технологические эксперименты проводились на фрагмен-тах корпусов из сплавов 2219 и 5456 (аналог АМг-6).Предварительный выбор режимов и типы соединенийотрабатывались на плоских образцах, а затем на образцахфрагментов из указанных сплавов в вакуумном стенде ОБ-1469М. При этом использовали малогабаритную электрон-но-лучевую пушку ПЛ-101М с низким ускоряющим на-пряжением 12 кВ и манипулятор с пятью степенями сво-боды. Управление электронным пучком в процессе сваркиосуществляли с помощью цифрового контроллера ВО-3.Для оценки качества полученных соединений были изуче-ны их свойства, проведены исследования макро- и микрос-труктур, микрорентгеноспектральный, а также фазовыйи газовый анализы. Полученные соединения и их качествопоказали пригодность оборудования и технологии для вы-полнения ремонтно-восстановительных работ в космосе.

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯНАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ФОЛЬГ И ИХ ПРИ-МЕНЕНИЕ ПРИ СВАРКЕ ТРУДНОСВАРИВАЕМЫХМАТЕРИАЛОВ. А.И. Устинов, Т.В. Мельниченко,Ю.В. Фальченко, Л.В. Петрушинец (Ин-т электросвар-ки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина).Известно, что с целью активизации диффузионных про-цессов в зоне соединения при диффузионной сварке илидля модифицирования микроструктуры сварного шва присварке плавлением в зону соединения вводятся промежу-точные прослойки в виде фольги. Такой метод сварки рас-сматривается как наиболее перспективный при соедине-нии трудносвариваемых материалов на основе, например,композитов, интерметаллидов, разнородных материалови т. п. Показано, что влияние промежуточных прослоекна процесс формирования сварного соединения и его проч-ностные характеристики в значительной степени опреде-ляются химическим составом фольги и ее микрострукту-рой. Вариация толщины фольги, ее химического составаи характеристик микроструктуры с помощью традицион-ных технологий их получения, основанных на термоме-ханической обработке сплавов, ограничена. Это сущест-венно сужает область применения этого подхода и его воз-можности для получения неразъемных соединений сосвойствами, близкими к основному материалу.В настоящее время в ИЭС им. Е.О. Патона разработаныметоды получения тонких фольг из паровой фазы, кото-рые позволяют варьировать их химический состав, толщи-ну и размеры характерных элементов микроструктуры отмикро- до наномасштабного уровня, а также изучены ихсвойства. Исследовано влияние характеристик фольги наструктуру и свойства соединений на основе композитов,интерметаллидов и разнородных материалов. Так, на при-мере сварки композитов на основе алюминиевого сплава,упрочненного частицами Al2O3 и сплава на основе интер-

rifts or blowholes, as well as welding-on of coverplates-patches in the area of the formed defect.Many years of research performed at the E.O. Paton ElectricWelding Institute of NASU showed that mechanized or man-ual electron beam welding can be one of the optimum meth-ods to repair the case shells in space environment.The objective of this work is application of mechanized elec-tron beam welding for repair of case fragments of ISS oper-ating for more than ten years in space.Technological experiments were conducted on case fragmentsfrom alloys 2219 and 5456 (AMg-6 analog). Preliminaryselection of modes and types of joints was optimized on flatsamples, and then on samples of fragments from the abovealloys in vacuum facility OB-1469M. Here small-sized elec-tron beam gun PL-101M with a low accelerating voltage of12 kV and manipulator with five axes were used. Controlof the electron beam during welding was performed usingdigital controller VO-3. To assess the quality of the producedjoints, their properties were studied, investigations of macro-and microstructures, X-ray microprobe, as well as phase andgas analyses, were performed. Produced joints and their qual-ity demonstrated the suitability of the equipment and tech-nology for performance of repair-reconditioning operationsin space.

ELECTRON BEAM METHODS TO PRODUCE NANOS-TRUCTURED FOILS AND THEIR APPLICATION INWELDING OF DIFFICUT-TO-WELD MATERIALS.A.I. Ustinov, T.V. Melnichenko, Yu.V. Falchenko, L.V.Petrushinets (The E.O. Paton Electric Welding Instituteof NASU, Kiev, Ukraine). It is known that interlayers inthe form of foil are introduced into the joint zone for acti-vation of the diffusion processes in the joint zone at diffusionwelding or for modifying the weld microstucture in fusionwelding. Such a welding process is regarded as the mostpromising in joining of difficult-to-weld materials based on,for instance, composites, intermetallics, dissimilar materials,etc. It is shown that the influence of interlayers on the processof welded joint formation and its strength properties islargely determined by the composition of the foil and itsmicrostructure. Variation of foil thickness, its compositionand microstructural characteristics at application of the tra-ditional technologies of producing them based on ther-momechanical treatment of the alloys, is limited. This es-sentially narrows the area of application of this approachand its capabilities for producing permanent joints with theproperties close to those of the base material.At present the E.O. Paton Electric Welding Institute devel-oped methods of producing thin foils from the vapour phase,which allow variation of their composition, thickness anddimensions of characteristic elements of microstructure frommicro- to nanoscale level, and their properties have beenstudied. Influence of foil characteristics on the structure andproperties of joints based on composites, intermetallics anddissimilar materials was investigated. So, in the case of weld-ing composites based on aluminium alloy strengthened byAl2O3 particles, and alloy based on TiAl intermetallics, itwas shown that application of interlayers based on foils withnanolayered structure allows producing by the method ofdiffusion welding full-strength joints without chemical in-


102

металлида TiAl было показано, что с помощью промежу-точных прослоек на основе фольг с нанослойной структу-рой методом диффузионной сварки могут быть полученыравнопрочные соединения без химической неоднородно-сти в зоне соединения. Обсуждаются примеры использо-вания наноструктурированных фольг для сварки разно-родных материалов и перспективы применения этого под-хода для сварки других трудносвариваемых материалов.

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕ-НИЯ И СВОЙСТВА КВАЗИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХПОКРЫТИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕ-НИЯ. А.И. Устинов1, В.А. Теличко1, С.А. Демченков1,C. Брукмюллер2, А. Хансис3 (1Ин-т электросварки им.Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина; 2ERNSTWITTNER GmbH, Vienna, Austria; 3Slovenian Tool andDie Development Center, Celje, Slovenia). Материалы наоснове многокомпонентных сплавов с квазикристалличес-кой структурой рассматривают как перспективные для со-здания покрытий функционального назначения, сочетаю-щих высокую прочность, низкий коэффициент трения иизносостойкость. Вместе с тем при получении таких по-крытий возникают трудности, связанные как с узкой кон-центрационной областью существования квазикристалли-ческой фазы, так и с ограничениями по температурномурежиму осаждения, степени загрязнения примесями мате-риала покрытия в процессе его осаждения, адгезией к под-ложке и т. п.В работе показана возможность получения методом элек-тронно-лучевого осаждения квазикристаллических пок-рытий на различного типа подложках и исследована вза-имосвязь структуры покрытий и технологических пара-метров их осаждения. Показано, что при изменении тем-пературы осаждения можно варьировать размер зерна впокрытиях в широком диапазоне от микро- до нанораз-мерного масштаба. При отклонении химического составаот стехиометрического в покрытии формируется дуплек-сная структура, состоящая из квазикристаллической и ин-терметаллидной кубической фаз. Установлена корреля-ция между характеристиками структуры покрытий и ихсвойствами. На этой основе оптимизирована структура по-крытий, обеспечивающих защиту инструментов от износапри контакте с металлом или армированной пластмассой,и разработана методика их осаждения на поверхностисложной формы. Испытания в производственных усло-виях опытной партии пресс-форм и штампов с квазикрис-таллическими покрытиями на рабочих поверхностях ин-струмента показали, что такие покрытия существенно уве-личивают их срок службы по сравнению с инструментомбез покрытий или при наличии покрытий другого типа.

ВИНИКНЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОТЕНЦІАЛУ НАПОВЕРХНІ МЕТАЛЕВИХ ЗРАЗКІВ ПРИ ВИСОКО-ТЕМПЕРАТУРНОМУ СИНТЕЗІ, ЩО САМОПОШИ-РЮЄТЬСЯ, В НАНОШАРУВАТИХ ФОЛЬГАХ. Г.К.Харченко, М.Н. Руденко, О.О. Новомлинець, М.О. Хо-менко (Чернігівський держ. технологічний ун-т, Черні-гів, Україна). Відомо, що ефективним при дифузійномузварюванні композитів та інтерметалідів є застосування уякості проміжного прошарку багатошарових фольг, в якихвідбувається реакція високотемпературного синтезу, щосаморозповсюджується (СВС). Встановлено, що при ви-користанні багатошарових фольг має місце аномальнеприскорення дифузійних процесів у приконтактних об’є-мах зразків, що контактують. Відомо, що такий ефектприскорення масопереносу можливий при імпульсній де-формації зони контакту.

homogeneity in the joint zone. Examples of application ofnanostructured foils for welding dissimilar materials andprospects for application of this approach for welding otherdifficult-to-weld materials are considered.

EB PVD TECHNOLOGY OF PRODUCING FUNC-TIONAL QUASICRYSTALLINE COATINGS ANDTHEIR PROPERTIES. A.I. Ustinov1, V.A. Telichko1, S.A.Demchenkov1, C. Bruckmueller2, A. Hancic3 (1The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine;2ERNST WITTNER GmbH, Vienna, Austria; 3SlovenianTool and Die Development Center, Celje, Slovenia). Ma-terials based on multicomponent alloys with a quasicrys-talline structure are regarded as promising for developmentof functional coatings combining the high strength, low fric-tion coefficient and wear resistance. On the other hand,problems arise in production of such coatings, which arerelated both to narrow concentration range of quasicrys-talline phase existence, and to limitations by deposition tem-perature mode, degree of coating material contamination byimpurities during its deposition, adhesion to the substrate,etc. In the work the possibility of producing the quasicrys-talline coatings on substrates of various types by electronbeam deposition is shown, and interrelation of the structureof coatings and technological parameters of their depositionis studied. It is shown that at the change of deposition tem-perature it is possible to vary the grain size in the coatingsin a broad range from micro- to nanoscale. At deviation ofthe composition from the stoichiometric one the coatingforms a duplex structure, consisting of quasicrystalline andintermetallic cubic phases. A correlation is established be-tween coating structural characteristics and their properties.This was the basis to optimize the structure of coatings,ensuring tool protection from wear at contact with the metalor reinforced plastic, and develop the procedure of theirdeposition on a complex-shaped surface. Testing of a testbatch of moulds and dies with quasicrystalline coatings onthe tool working surface under production conditions showedthat such coatings essentially extend their service life com-pared to uncoated tools or those with coatings of anothertype.

GENERATION OF ELECTRIC POTENTIAL ON THESURFACE OF METAL SAMPLES AT SELF-PROPA-GATING HIGH-TEMPERATURE SYNTHESIS INNANOLAYERED FOILS. G.K. Kharchenko, M.N. Ru-denko, O.O. Novomlinets, M.O. Khomenko (ChernigivState University of Technology, Chernigiv, Ukraine). It isknown that an effective technique at diffusion welding ofcomposites and intermetallics is application of multilayerfoils as an interlayer, in which the reaction of self-propagat-ing high-temperature synthesis (SHS) runs. It is establishedthat at application of multilayer foils an anomalous accel-eration of diffusion processes takes place in near-contactvolumes of samples in contact. It is known that such aneffect of mass transfer acceleration is possible at pulsed de-formation in the contact zone.


103

Тому метою даної роботи було встановлення експеримен-тальних фактів, що підтверджують динамічний вплив ре-акції СВС у багатошарових фольгах на поверхні, що кон-тактують.Відомо, що поява електричної напруги в металах, які ім-пульсно-ударно навантажують за відсутності зовнішньогоелектричного поля пояснюється утворенням та рухом ди-слокацій. Також відомо, що при проходженні реакції СВС у багато-шарових фольгах іде хвиля «горіння» зі швидкістю до5 м/с і температурою на гребені хвилі до 1300 °С. Від-бувається імпульсне термічне розширення поверхневогошару зразка, виникають механічні напруження, які приво-дять до генерації та незворотнього розмноження лінійнихдефектів—дислокацій, які повинні зумовлювати виникнен-ня в зразку електричного потенціалу. Такий ефект повиненпроявлятися як при пружному, так і при пластичномудеформуванні матеріалу.Для проведення експериментів була розроблена спеціаль-на схема, яка дозволяла вимірювати появу електричноїнапруги за допомогою цифрового осцилографа TetronixTDS 220 при проходження реакції СВС в багатошаровихфольгах, які розміщували між зразками зі сталі Ст3 роз-міром 20×20×6 мм і забезпечували їх незначне стисканнята попередній підігрів до температури, що на 100—150 °Снижче температури початку процесу СВС. Підпал фольгздійснювали на повітрі та у вакуумі за допомогою розпе-ченої спіралі. Застосовували багатошарові фольги складуTi/Al і Ni/Al товщиною 20—100 мкм.Встановлено, що в зразках при СВС спостерігається осци-лограма імпульсу електричної напруги, тобто СВС зумов-лює появу пружних деформацій у зоні контакту повер-хонь, між якими розміщувалася багатошарова фольга. По-казано, що величина імпульсу електричної напруги зни-жується при збільшенні товщини багатошарових фольг,а тривалість імпульсу зростає. Експерименти показали,що попередня термообробка (старіння) багатошаровихфольг і повна ізоляція зразків зумовлюють зниження ве-личини імпульсу електричної напруги.Встановлено також, що зростання напруги для фольгNi/Al значно вище, ніж для Ti/Al, що узгоджується звідомими даними про хід реакції СВС у цих багатоша-рових фольгах. Теплове виділення при СВС у фользіNi/Al значно перевищує аналогічні показники для фольгиTi/Al.Таким чином, в даній роботі експериментально підтвердженодинамічний вплив на поверхні, що зварюються, за рахунокреакції СВС у проміжних багатошарових фольгах.

ВАКУУМНАЯ ПАЙКА МНОГОСЛОЙНЫХ ТОНКОС-ТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ. В.Ф. Хорунов, С.В. Мак-симова (Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Ук-раины, Киев, Украина). Вакуумная пайка является аль-тернативой сварке и может использоваться для получениянеразъемных соединений сложносвариваемых материа-лов, при изготовлении конструкций сложной геометрии(получение паяных швов в труднодоступных местах), атакже при изготовлении многослойных конструкций раз-личного назначения. Получение неразъемных соединенийс помощью вакуумной пайки находит широкое применениево многих отраслях промышленности.Высокая эффективность теплообмена, снижение терми-ческих напряжений и уменьшение массы теплообменниковдостигаются при изготовлении пластинчатых теплооб-менников из тонколистовых материалов толщиной 0,05—0,3 мм.

Therefore, the objective of this work was establishing theexperimental facts that confirm the dynamic influence ofSHS reaction in multilayered foils on the contacting surfaces.It is known that appearance of electric voltage in metals atapplication of pulsed impact loading in the absence of anexternal electric field is attributable to dislocation formationand motion.It is also known that during SHS reaction a «combustion»wave propagates in multilayer foils at the velocity of 5 m/sand up to 1300 °C temperature at the wave crest. Pulsedthermal expansion of the sample surface layer takes place,mechanical stresses are formed, which lead to generation andirreversible multiplication of linear defects—dislocations,which should cause generation of electric potential in thesample. Such an effect should be manifested both at elasticand at plastic deformation of material.A special schematic was developed for conducting the ex-periments, which allowed measurement of generation of volt-age by digital oscillograph Tetronix TDS 220 at running ofSHS reaction in multilayered foils. The foils were placedbetween samples of St3 steel of 20×20×6 mm size and theirslight compression and preheating up to a temperature 100—150 °C lower than that of the start of SHS process, wasprovided. Foil ignition was performed in air and in vacuumusing a red-hot spiral. Multilayered foils of Ti/Al and Ni/Alcomposition of 20—100 μm thickness were used.It is established that an oscillogram of electric voltage pulseis observed in the samples at SHS, that is SHS induces elasticdeformations in the zone of contact of surfaces, betweenwhich the multilayered foil was placed. It is shown that thevalue of electric voltage pulse decreases at increase of thethickness of multilayer foils, and pulse duration rises. Ex-periments showed that preliminary heat treatment (ageing)of multilayer foils and complete insulation of samples resultin lowering of the magnitude of electric voltage pulse.It is also established that increase of voltage for Ni/Al foilsis much higher than for Ti/Al ones that is in agreementwith the known data about the progress of SHS reaction inthese multilayer foils. Heat evolution in Ni/Al foil at SHSis much greater than similar values for Ti/Al foil.Thus, this work provides experimental confirmation of dy-namic influence on the surfaces being welded due to SHSreaction in intermediate multilayer foils.

VACUUM BRAZING OF MULTILAYER THIN-WAL-LED STRUCTURES. V.F. Khorunov, S.V. Maximova(The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine). Vacuum brazing is an alternative to welding andcan be used to produce permanent joints of difficult-to-weldmaterials in fabrication of structures of a complex geometry(producing brazed seams in difficult-of-access places), aswell as in fabrication of multilayer structures for variousapplications. Producing permanent joints by vacuum brazingis becoming widely accepted in many industrial sectors.High efficiency of heat exchange, lowering of thermalstresses and reduction of heat-exchanger weight are achievedin manufacture of plate-type heat exchangers from sheetmaterials 0.05—0.3 mm thick.Brazing of matrices of plate-type heat exchangers is a com-plicated technological process associated with simultaneousmaking of extended seams (heat exchangers can have hun-dreds and even thousands meters of brazed seams) and im-


104

Пайка матриц пластинчатых теплообменников являетсясложным технологическим процессом, связанным с однов-ременным получением швов большой протяженности (втеплообменниках могут быть сотни и даже тысячи метровпаяных швов) и невозможностью исправления образую-щихся внутри конструкции дефектов.Важным элементом технологического процесса пайки пла-стинчатых теплообменников является состав припоя. Какуже отмечалось, теплообменники изготавливаются из тон-колистовых элементов и эрозионная активность припоядолжна быть минимальной. С этой точки зрения жела-тельно применение припоев с узким интервалом кристал-лизации. Температура пайки теплообменников из нержа-веющей стали не должна превышать 1100, титановых спла-вов не выше 1000 °С.Для проведения исследований в качестве основного ме-талла использовали нержавеющую сталь 1Х18Н10Т, тита-новые сплавы. Припои применяли в литом состоянии (по-рошок) и аморфном—быстрозакаленная фольга.Проведенные исследования позволили получить много-слойные теплообменные устройства с вакуумплотнымипаяными швами для эксплуатации длительное время безобслуживания. Изготовленные пластинчато-ребристыетеплообменники из нержавеющих сталей успешно прошлиширокую программу испытаний (на герметичность, эф-фективность теплообмена, коррозионную стойкость в ус-ловиях коррозионно-активного теплоносителя). При этомтеплоноситель сохранял оптическую прозрачность.

ФОРМИРОВАНИЕ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СПЛА-ВОВ НА ОСНОВЕ Ni3Al. В.Ф. Хорунов, С.В. Макси-мова, В.В. Мясоед, В.В. Воронов (Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). Тех-нологический процесс пайки различных материалов явля-ется перспективным способом получения неразъемныхсоединений и находит применение во многих отрасляхпромышленности. Основные проблемы при использо-вании пайки связаны с выбором оптимального химичес-кого состава припоя, смачиванием и растеканием припояпо паяемому материалу, диффузионными процессами,протекающими на границе соединения. Решение данныхпроблем остро стоит при использовании нового класса пер-спективных жаропрочных материалов на основе интерме-таллидов Ni3Al, имеющих ряд характеристик, востребо-ванных в настоящее время.В данной работе представлены результаты исследованийсоединений никелевого сплава на основе Ni3Al, получен-ных с использованием вакуумной пайки и припоев на осно-ве системы Ni—Cr—Fe—B—Si и Ni—Co—Ti—Zr.Проведенные металлографические и рентгеноспектраль-ные исследования показали, что применение промышлен-ного припоя на основе системы Ni—Cr—Fe—B—Si (Тп == 1155 °С, выдержка τ = 15 мин) не позволяет получатьоднородные паяные швы. На границе раздела основнойматериал—шов имеются четко выраженные пики концент-рации кремния и хрома, что свидетельствует об образова-нии фаз с высоким содержанием кремния, которые харак-теризуются повышенной микротвердостью.При использовании припоя на основе системы Ni—Co—Zr—Ti (Тп = 1237 °С, τ = 15 мин) химический состав паяногошва практически не отличается от паяемого металла, сос-тав отдельных фаз по основным компонентам близок. Ис-ключение составляют некоторые отдельные участки пая-ного шва размером до 0,5 мкм, располагающиеся в видедискретных островков, в которых определена повышеннаяконцентрация циркония и, соответсвенно, пониженнаяконцентрация никеля.

possibility of repairing the defects, forming inside the struc-ture.Braze alloy composition is an important element of the tech-nological process of brazing plate-type heat exchangers. Aswas already noted, heat exchangers are made from thin-sheetelements and erosion activity of braze alloy should be mini-mum. From this viewpoint, application of braze alloys witha narrow solidification range is desirable. Brazing tempera-ture of heat exchangers from stainless steel should not exceed1100, that of titanium alloys should not be higher than1000° C.For investigations stainless steel 1Kh18N10T and titaniumalloys were used as base metal. Braze alloys were used inas-cast (powder) and amorphous (rapidly-quenched foil)condition.Conducted investigations allowed producing multilayeredheat-exchangers with vacuum-tight brazed seams for long-term operation without maintenance. Manufactured rib-plate type heat-exchangers from stainless steels have success-fully withstood an extensive testing program (for air-tight-ness, heat exchange effectiveness, corrosion resistance underthe conditions of corrosion-active heat carrier). The heatcarrier preserved its optical transparency.

FORMATION OF BRAZED JOINTS BASED ON Ni3Al.V.F. Khorunov, S.V. Maximova, V.V. Myasoed, V.V.Voronov (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). Technological process of brazingvarious materials is a promising method of producing per-manent joints, and it is becoming accepted in many indus-tries. The main problems in brazing application, are relatedto selection of braze alloy composition, wetting and spread-ing of braze alloy over the material being brazed, and dif-fusion processes running on the joint boundary. Solution ofthese problems is urgent at application of a new class ofpromising high-temperature materials based on Ni3Al inter-metallics, having a number of characteristics which are muchneeded now.This work presents the results of investigation of joints ofnickel alloy based on Ni3Al, produced with application ofvacuum brazing and braze alloys based on Ni—Cr—Fe—B—Siand Ni—Co—Ti—Zr systems.Conducted metallographic and X-ray spectral investigationsshowed that application of commercial braze alloy based onNi—Cr—Fe—B—Si system (Tbr = 1155 °C, soaking for τ == 15 min) does not allow producing homogeneous brazedseams. Base material—seam boundary has pronounced peaksof silicon and chromium concentration, that is indicative offormation of phases with high silicon content, which arecharacterized by increased microhardness.At application of braze alloy metal based on Ni—Co—Zr—Tisystem (Tbr = 1237 °C, τ = 15 min) brazed seam compositionpractically does not differ from the metal being brazed, andcomposition of individual phases is close by the main com-ponents. Only some sections of the brazed seam of up to0.5 μm size arranged as discrete islets are an exception, wherea higher zirconium concentration and lower nickel concen-tration were determined, respectively.Homogeneity of brazed seams can be improved by conductingheat treatment or long-term diffusion soaking at applicationof Ni—Co—Zr—Ti braze alloy that is difficult to achieve inbrazing with braze alloy of Ni—Cr—Fe—B—Si system, as brittle


105

Повысить однородность паяных швов можно проведениемтермической обработки или длительной диффузионнойвыдержки при использовании припоя Ni—Co—Zr—Ti, чтотяжело выполнимо при пайке припоем системы Ni—Cr—Fe—B—Si, поскольку хрупкие силицидные и боридные фа-зы имеют высокую химическую устойчивость и не всегдаудается их полностью растворить.

РЕМОНТНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ПРОДЛЕНИЯСРОКОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОТЛОАГРЕГАТОВДЕЙСТВУЮЩИХ ЭНЕРГОБЛОКОВ ТЭС. А.К. Ца-рюк1, В.Д. Иваненко1, Н.И. Дунаевская2 (1Ин-т элек-тросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украи-на; 2Ин-т угольных энерготехнологий НАН Украины,Киев, Украина). В настоящее время более 85 % энергоб-локов тепловых электростанций (ТЭС) Украины превы-сили границу физического износа (наработка 250—300 тыс. ч). Котлоагрегаты энергоблоков ТЭС срочно тре-буют реконструкции и модернизации либо их замены. Ин-ститут угольных энерготехнологий НАН Украины совмес-тно с Институтом электросварки им. Е.О. Патона НАНУкраины проводит комплекс работ по определению на-правлений модернизации существующих энергоблоковТЭС. Это, в первую очередь, мероприятия по краткосроч-ному продлению ресурса работы (3—6 лет), долгосрочномупродлению (более 6 лет), а также коренной реконструкции(замене) устаревших энергоблоков. Продление сроков эк-сплуатации котлоагрегатов, отработавших парковый ре-сурс, возможно только после тщательной технической ди-агностики с целью выявления повреждений и определениясостояния металла (структура, свойства).Основным способом ремонта поврежденных деталей иузлов котлоагрегатов является ремонтная сварка и восста-новительная наплавка. Поэтому разработка прогрессив-ных технологий ремонтной сварки является важной и ак-туальной задачей для продления ресурса и надежной экс-плуатации котлоагрегатов ТЭС. В ИЭС выполнены рабо-ты по созданию эффективной технологии ремонтнойсварки котельного оборудования без послесварочной тер-мической обработки. Для получения требуемых свойствсварных соединений теплоустойчивых сталей выбранысварочные материалы, обеспечивающие химический сос-тав и структуру металла шва, близкие к основному метал-лу. При этом серьезное внимание было обращено на обес-печение трещиностойкости сварных соединений.На основе результатов выполненных исследований дляустранения повреждений в узлах и деталях котлоагрегатовпредложена технология ремонтной сварки на действую-щих ТЭЦ и ТЭС. Разработанная технология предусмат-ривает в случае невозможности проведения высокого от-пуска применение предварительного и сопутствующегоподогрева совместно с послесварочным термическим отды-хом. Дальнейшая эксплуатация при рабочей температуре545 °С способствует снижению остаточных сварочных на-пряжений, что позволяет продлить ресурс отремонтиро-ванного котлоагрегата на ограниченный срок до очеред-ного обследования.

ТЕХНОЛОГИЯ ОДНОСТОРОННЕЙ СВАРКИ ПЛА-КИРОВАННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ПЕРВОГО КОН-ТУРА ЭНЕРГОБЛОКОВ АЭС. А.К. Царюк, О.Г. Ка-саткин, В.Ю. Скульский, С.И. Моравецкий, А.Р. Гаврик(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). При замене парогенераторов ПГВ-1000в энергоблоках с ядерными энергоустановками ВВЭР-1000 возникает необходимость выполнения стыкового сое-динения главного циркуляционного трубопровода Ду850

silicide and boride phases have a high chemical stability andit is not always possible to completely dissolve them.

REPAIR TECHNOLOGY FOR EXTENSION OF SERV-ICE LIFE OF BOILERS OF OPERATING TPP POWERUNITS. A.K. Tsaryuk1, V.D. Ivanenko1, N.I. Dunaev-skaya2 (1The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU,Kiev, Ukraine; 2Institute of Coal Energy Technology ofNASU, Kiev, Ukraine). At present more than 85 % of powerunits of thermal power plants (TPP) of Ukraine have passedthe limit of physical wear (250—300 thou. h of operation).Boilers of TPP power units urgently require reconstructionand upgrading or their replacement. Institute of Coal EnergyTechnologies of the NAS of Ukraine together with the E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev performs apackage of work on determination of the directions of up-grading currently operating TPP power units. These, pri-marily, are measures on short-term extension of service life(3—6 years), long-term extension (more than 6 years), aswell as radical overhauling (replacement) of outdated powerunits. Extension of service life of boilers, which have oper-ated longer than their specified life, is possible only afterthorough technical diagnostics in order to reveal damage anddetermine the metal state (structure, properties).The main method of repair of damaged parts and componentsof boiler units is repair welding and reconditioning surfacing.Therefore, development of advanced technologies of repairwelding is an important and urgent task for extension ofservice life and reliable operation of TPP boilers. PWI per-formed work on development of effective technology of repairwelding of boiler equipment without postweld heat treat-ment. To obtain the required properties of welded joints ofheat-resistant steels, such welding consumables were se-lected, which provide the composition and structure of weldmetal, close to those of base metal. Here a lot of attentionwas given to ensuring crack resistance of welded joints.Proceeding from the results of performed investigations, atechnology of repair welding in currently operating TPP andTPS was proposed to eliminate damage in boiler assembliesand parts. Developed technology envisages, in case of im-possibility of conducting high tempering, application of pre-heating and concurrent heating together with postweld ther-mal recovery. Further operation at working temperature of545 °C promotes lowering of residual welding stresses thatallows extension of service life of repaired boiler for a limitedterm till the next examination.

TECHNOLOGY OF WELDING FROM ONE SIDECLAD PIPELINES OF PRIMARY COOLANT CIRCUITOF NPP POWER UNITS. A.K. Tsaryuk, O.G. Kasatkin,V.Yu. Skulsky, S.I. Moravetsky, A.R. Gavrik (The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine).At replacement of steam generators PVG-1000 in power unitswith nuclear power plants WWER-1000, it is necessary tomake the butt joint of the main circulating pipeline Du850from 10GN2MFA steel of 70 mm thickness, clad by an


106

из стали 10ГН2МФА толщиной 70 мм, плакированнойаустенитным слоем, с патрубком парогенератора. Штатнаятехнология предусматривает после заварки с наружнойстороны V-образной разделки в зоне основного металла ипроведения его неразрушающего контроля, восстановле-ние с внутренней стороны трубы вдоль корневой частиполоски плакирующего слоя шириной около 20 мм, вы-бираемого при подготовке разделки кромок. Наплавкаосуществляется ручной дуговой сваркой. После наплавкипроводится поверхностная зачистка наплавленного слоя.Для снижения трудоемкости ремонтно-сварочных работ иулучшения условий работы персонала (прежде всего засчет снижения времени нахождения внутри трубы с повы-шенным радиационным фоном) требовалась разработкатехнологии односторонней сварки с наружной стороныуказанных стыковых трубных соединений.Выбрана конфигурация разделки кромок и предложенатехнология односторонней сварки трубных соединенийплакированнной стали 10ГН2МФА, выполняемая в сле-дующей последовательности:• сварка плакирующего слоя аустенитными сварочнымиматериалами (типа 04Х20Н9Г2Б);• выполнение промежуточного шва с использованием низ-коуглеродистого ферритного сварочного материала (с це-лью исключения образования хрупких прослоек, что ха-рактерно для условий сварки переходных слоев со смеши-ванием аустенитного металла плакировки и низколегиро-ванного сварочного материала, используемого для сваркиосновного слоя);• заполнение разделки электродным материалом, предна-значенным для сварки основного слоя (Св-08Г1НМА, Св-10ГНМА при аргонодуговой сварке, электродами ПТ-30при ручной дуговой сварке) с обязательным предваритель-ным и сопутствующим подогревом и последующим высо-ким отпуском соединения.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТРУИ ЗАЩИТНОГОГАЗА НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛА В ЗОНЕ СВАР-КИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ. Д.А. Чинахов(Юргинский технолог. ин-т (филиал) Нац. исследова-тельского Томского политех. ун-та, Юрга, Россия).Большинство сварочных процессов предусматривает на-грев соединяемых деталей разными видами источниковтепла. При сварке плавлением качество соединения вомногом определяется условиями нагрева и охлаждения.Характер протекания тепловых процессов определяет про-изводительность плавления основного металла и приса-дочного материала, направление и полноту протеканияметаллургических процессов в сварочной ванне, условияформирования структуры металла шва и зоны термичес-кого влияния, эксплуатационные свойства сварных соеди-нений.При сварке плавящимся электродом в струйной газовойзащите при определенных условиях кроме основных силна каплю электродного металла и процессы в зоне сваркисущественное влияние оказывает сила действия струи за-щитного газа. Значительное влияние этой силы отмеченопри двухструйной газовой защите в СО2.С целью изучения влияния скорости истечения активногозащитного газа на тепловые процессы в зоне сварки пла-вящимся электродом провели моделирование и экспери-ментальные исследования.Анализ результатов моделирования показал, что форма,скорость и воздействие потока газа при истечении изтрадиционного и двухструйного сопла сильно отличаются.Значительное изменение динамики защитного газа влечетза собой изменение процессов, протекающих в зоне сварки

austenitic layer, with steam generator nipple. Standard tech-nology envisages restoration of a cladding layer strip about20 mm wide along the root part from the pipe inner side,which is cut out at edge preparation, after welding up fromthe outside a V-shaped groove in the base metal zone, andconducting its non-destructive testing. Cladding is per-formed by manual arc welding. Cladding is followed bysurface cleaning of the deposited layer. Lowering of labourconsumption of repair-welding operations and improvementof personnel working conditions (primarily, due to shorten-ing of the time of staying inside the pipe with increasedradiation background) required development of the technol-ogy of welding the above pipe butt joints from one side –from the outside. Configuration of edge preparation wasselected, and technology of welding from one side of pipejoints of clad steel 10GN2MFA was proposed, which is per-formed as a following sequence:• welding of cladding layer by austenitic welding consu-mables (04Kh20N9G2B type);• making the intermediate weld using low-carbon ferriticwelding consumable (in order to eliminate formation of brit-tle interlayers that is characteristic for the conditions ofwelding the transition layers with mixing of the austeniticmetal of the cladding and low-alloyed welding consumable,used for welding the main layer);• groove filling by electrode material designed for weldingthe base layer (Sv-08G1NMA, Sv-10GNMA in argon-arcwelding, PT-30 electrodes in manual arc welding) with com-pulsory preheating and concurrent heating and subsequenthigh tempering of the joint.

INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF SHIELD-ING GAS JET ON HEAT DISTRIBUTION IN THE CON-SUMABLE ELECTRODE WELDING ZONE. D.A. Chi-nakhov (Yurga Institute of Technology (Branch) of theNational Research Tomsk Polytechnic University, Yurga,Russia). Most of the welding processes envisage heating ofthe parts being joined by various kinds of heat sources. Infusion welding the joint quality is largely determined by theconditions of heating and cooling. Nature of running of ther-mal processes determines the efficiency of melting of basemetal and filler material, direction and completeness of run-ning of metallurgical processes in the weld pool, conditionsof formation of structure of the metal of weld and heat-af-fected zone, and welded joint performance.In consumable electrode welding with gas jet shielding, theforce of shielding gas jet impact has an essential influenceon electrode metal drop and processes in the welding zoneunder certain conditions, alongside the main forces. A con-siderable influence of this force was noted at double-jet CO2gas shielding. Simulation and experimental investigationswere conducted in order to study the influence of the velocityof active gas outflowing on thermal processes in the zone ofconsumable electrode welding.Analysis of simulation results showed that the shape, velocityand impact of the gas flow at outflowing from the traditionaland double-jet nozzles differ essentially. A considerablechange of shielding gas dynamics causes a change of theprocesses, running in the welding zone (transfer of electrodemetal drops, metallurgical processes in the drop, thermalprocesses, weld pool dynamics, etc.), and, consequently,change of welded joint performance.


107

(перенос капель электродного металла, металлургическиепроцессы в капле, тепловые процессы, динамика свароч-ной ванны и т. д.), и, как следствие, изменение эксплуата-ционных свойств сварных соединений.По результатам исследования установлено, что распреде-ление тепла в электроде, капле расплавленного металла,дуговом промежутке, сварочной ванне и свариваемых из-делиях зависит от формы и скорости истечения активногозащитного газа.

СВАРКА ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В ДВУХ-СТРУЙНОЙ ГАЗОВОЙ ЗАЩИТЕ. Д.А. Чинахов, А.В.Зуев (Юргинский технолог. ин-т (филиал) Нац. исследо-вательского Томского политех. ун-та, Юрга, Россия).Перенос электродного металла при сварке плавящимсяэлектродом в среде защитных газов зависит от различныхфакторов. При сварке с традиционной одноструйной за-щитой на каплю электродного металла действуют следую-щие основные силы: сила тяжести; сила поверхностногонатяжения; электродинамическая сила; реактивное давле-ние испаряющегося с поверхности капли металла и выде-ления газа; сила давления потоков плазмы и бомбарди-ровки заряженными частицами. Они зависят от условий,в которых горит дуга, материала электродной проволоки,напряжения дуги, силы сварочного тока и т. д. При опре-деленных условиях кроме основных сил на каплю элек-тродного металла существенное влияние оказывает силадействия струи защитного газа, которая зависит от способаподачи защитного газа в зону сварки и его состава.В ЮТИ ТПУ разработан способ сварки с двухструйнойгазовой защитой, который с помощью управления газоди-намикой струи защитного газа обеспечивает стабильностькачества и свойств соединений из легированных сталей. По результатам исследований установлено, что скоростьистечения газа при двухструйной газовой защите большев 3,0—3,5 раза, а сила действия струи защитного газа накаплю электродного металла при двухструйной газовойзащите в 12 раз больше по сравнению с одноструйной.Установлена и описана зависимость частоты переноса ка-пель электродного металла в сварочную ванну от силыдействия струи защитного газа. С увеличением силы дей-ствия струи защитного газа на каплю электродного метал-ла возрастают частота и стабильность переноса капель сэлектрода в сварочную ванну, интенсивность протеканияметаллургических процессов на поверхности капли,уменьшается время перехода капли в сварочную ванну.Управление газодинамическим давлением струи защитно-го газа на жидкий металл сварочной ванны приводит кинтенсивному перемешиванию расплавленного электрод-ного металла с основным.Разработанный способ обеспечивает надежную защиту зо-ны сварки за счет увеличения жесткости струи защитногогаза при сохранении его расхода, что особенно важно присварке на открытых площадках.

ВЫБОР СТРУКТУРЫ ЗАДАЮЩЕГО ГЕНЕРАТОРАДЛЯ РАБОТЫ ИСПОЛНЯЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТАВМП. В.А. Шапка (Ин-т электросварки им. Е.О. Пато-на НАН Украины, Киев, Украина). Повышение надеж-ности и ресурса сварных конструкций связано с разработ-кой методов снижения остаточных напряжений. Эти ме-тоды позволяют уменьшить коэффициенты концентрациинапряжений путем их перераспределения за счет поверх-ностной пластической деформации (наклепа). Одним изнаиболее перспективных методов является высокочастот-ная механическая проковка (ВМП), реализуемая с ис-пользованием мощных ультразвуковых преобразовате-

Investigation results showed that heat distribution in theelectrode, molten metal drop, arc gap, weld pool and itemsbeing welded, depends on the shape and dimensions of activeshielding gas outflowing.

CONSUMABLE ELECTRODE WELDING WITH DOU-BLE-JET GAS SHIELDING. D.A. Chinakhov, A.V. Zuev(Yurga Institute of Technology (Branch) of the NationalResearch Tomsk Polytechnic Institute, Yurga, Russia).Electrode metal transfer in gas-shielded consumable elec-trode welding depends on various factors. In welding withthe traditional single-jet shielding the following main forcesact on the electrode metal drop: force of gravity, surfacetension force; electrodynamic force; reactive pressure of met-al evaporating from the drop surface and gas evolution; forceof pressure of plasma flows and bombardment with chargedparticles. They depend on the conditions, under which thearc runs, electrode material, arc voltage, welding current,etc. Under certain conditions the force of action of shieldinggas jet has an essential influence on electrode metal drop,in addition to the main forces. This force depends on themethod of shielding gas feeding into the welding zone andits composition.YuIT TPU developed a process of welding with double-jetgas shielding, which ensures a stable quality and propertiesof alloyed steel joints through control of gas-dynamics ofshielding gas jet.Proceeding from investigation results, it was established thatthe rate of gas outflow at double-jet gas shielding is 3.0—3.5times and the force of shielding gas jet action on electrodemetal drop at double-jet shielding is 12 times greater, com-pared to single-jet shielding. Dependence of the frequencyof electrode metal drops transfer into the weld pool on theforce of action of shielding gas jet was established and de-scribed. With increase of the force of action of shielding gasjet on electrode metal drop, the frequency and stability ofdrop transfer from the electrode into the weld pool, andintensity of running of metallurgical processes on the dropsurface become higher, and time of drop transfer into theweld pool becomes shorter. Control of gas-dynamic pressureof shielding gas jet on weld pool liquid metal leads to in-tensive mixing of molten electrode metal with base metal.Developed method ensures a reliable protection of the weld-ing zone due to increase of the stiffness of shielding gas jetat preservation of the same flow rate, that is particularlyimportant in welding in open sites.

SELECTION OF THE STRUCTURE OF DRIVING GE-NERATOR FOR OPERATION OF HFMP ACTUATOR.V.A. Shapka (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). Improvement of reliability and re-sidual life of welded structures is related to development ofmethods to lower residual stresses. These methods allow re-ducing the coefficients of stress concentration by their re-distribution due to surface plastic deformation (work hard-ening). One of the most promising methods is high-frequencymechanical peening (HFMP), realized using high-power ul-trasonic transducers. The advantage of this method consistsin that it combines surface strengthening with plastic defor-


108

лей. Преимущество этого способа заключается в том, чтоон совмещает поверхностное упрочнение пластической де-формацией при циклических ударах и тем самым изменяетобщее напряженное состояние.Успешная реализация этого метода требует создания вы-сокоэффективной ультразвуковой аппаратуры, работаю-щей в диапазоне 20—30 кГц. При решении задач оптими-зации ультразвукового инструмента, выполненного наоснове пьезопреобразователей, необходимо решить вопро-сы эффективного согласования выходного колебательногоконтура с задающим генератором (ЗГ). Приведены основ-ные методы реализации ЗГ, а также их сравнительныйанализ. Рассмотрены следующие основные схемы высо-кочастотных преобразователей:• конвертор понижающего типа;• однотактный мостовой преобразователь;• полумостовой преобразователь;• полномостовой преобразователь.На основе анализа их достоинств и недостатков предло-жена новая схема комбинированного устройства, пред-ставляющего собой двухфазный однотактный мост. Пре-имущества этой схемы заключаются в улучшении энерго-эффективности, позволяя использовать ее в автономномрежиме работы, что существенно расширяет функцио-нальные возможности устройства.

ЛАЗЕРНАЯ СВАРКА СИЛЬФОННЫХ КОМПЕНСА-ТОРОВ. В.Д. Шелягин, В.Ю. Хаскин, А.Г. Лукашенко(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Во многих современных отраслях про-мышленности используются сильфонные компенсаторы.Они используются в изделиях вакуумной и криогеннойтехники, в химической промышленности, атомной энерге-тике, а также в авиационной и космической технике. Дан-ные изделия применяются для транспортировки агрессив-ных жидкостей и газов при различных температурах и ввакуум-плотных соединениях. Необходимость их исполь-зования продиктована особенностями условий работы со-ответствующей техники. Сильфонные компенсаторы сое-диняют детали и узлы, осуществляющие в процессе эксп-луатации относительные перемещения или работающие вусловиях вибрации.Основным рабочим элементом этих изделий являетсясильфон – гибкая гофрированная металлическая трубкаиз тонкостенной нержавеющей стали. Часто эту трубкуизготавливают многослойной. Для получения сильфон-ных компенсаторов гофрированную трубку сваривают смассивной арматурой (трубками, втулками). Нами пред-ложено решать проблему получения такого разнотол-щинного герметичного соединения за счет применения ла-зерной сварки.Проведенные эксперименты показали, что для изготов-ления сильфонных компенсаторов из нержавеющей аус-тенитной стали целесообразно применять лазерную сваркуизлучением, фокусирующимся в пятно малого (до 50 мкм)диаметра, а также излучением с импульсной модуляцией.Были разработаны оборудование и технологии лазернойсварки сильфонных компенсаторов, позволяющие полу-чать в литом металле швов и в металле ЗТВ мелкозер-нистые структуры, имеющие повышенные механическиехарактеристики (например, выдерживающие давление до55 МПа).

mation at cyclic impact and, thus, changes the overallstressed state.Successful implementation of this method requires develop-ment of high-efficient ultrasonic equipment operating in therange of 20—30 kHz. At solving the problems of optimizationof ultrasonic tools, based on piezo-electric transducers, it isnecessary to provide efficient matching of output oscillatorycircuit with setting generator (SG). The main methods ofSG realization are given, as well as their comparative analy-sis. The following main schematics of high-frequency con-verters are considered:• downconvertor;• single-cycle bridge converter;• half-bridge converter;• full-bridge converter. Proceeding from analysis of their advantages and disadvan-tages, a new circuit of a combined device is proposed, whichis a two-phase single-cycle bridge. The advantages of thiscircuit consist in improvement of energy-efficiency, allowingit to be used in off-line operating mode. This essentiallybroadens the functional capabilities of the device.

LASER WELDING OF EXPANSION BELLOWS. V.D.Shelyagin, V.Yu. Khaskin, A.G. Lukashenko (The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine).Expansion bellows are applied in many of the modern in-dustries. They are used in vacuum and cryogenic engineeringproducts, in chemical industry, nuclear power engineering,as well as in aircraft and space engineering. These productsare applied for transportation of aggressive liquids and gasesat various temperatures and in vacuum tight joints. The needfor their application is dictated by peculiarities of operationconditions of the respective equipment. Expansion bellowsjoin parts and components, which perform relative displace-ments or operate under vibration conditions.The main working element of these items is the bellows –a flexible corrugated metal tube from thin-walled stainlesssteel. This tube is often made multilayered. To produce ex-pansion bellows the corrugated tube is welded to massivefittings (tubes and bushings). We proposed solving the prob-lem of producing such a tight joint of different thickness byapplication of laser welding.Conducted experiments showed that in order to manufactureexpansion bellows from stainless austenitic steel, it is ra-tional to apply laser welding by radiation focused into a spotof small (up to 50 μm) diameter, as well as by radiationwith pulsed modulation. Equipment and technologies of laserwelding of expansion bellows were developed, which allowproducing fine-grained structures in the cast weld metal andthe HAZ metal, having improved mechanical characteristics(for instance, those which can stand up to 55 MPa pressure).


109

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПА-РАМЕТРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРИСТЕНОЧ-НОГО ВАЛИКА ПРИ МНОГОПРОХОДНОЙ СВАРКЕВ ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ. М.А. Шолохов1, А.М. Фивей-ский1, Д.С. Бузорина2 (1ООО «ШТОРМ», ВерхняяПышма, Россия; 2Уральский федеральн. ун-т, Екатерин-бург, Россия). Для получения сварных швов с требуе-мыми механическими свойствами, благоприятной струк-турой и минимальными сварочными деформациями необ-ходимо ограничивать погонную энергию. При многопро-ходной сварке в условиях ограничения погонной энергиииз-за теплоотвода в основной металл повышается вероят-ность образования несплавлений между валиком и кром-ками разделки, а также между соседними валиками.Эффективное управление процессом проплавления свари-ваемого металла в условиях дуговой сварки (с целью обес-печения отсутствия несплавлений) возможно лишь признании основных закономерностей этого процесса, а такжекачественного и количественного влияния основных ивспомогательных параметров режима сварки на размерыи форму зоны проплавления.В данной работе методом математического планированияэксперимента получена зависимость площади сечения при-стеночного валика и полного теплового КПД процессасварки от угла разделки, положения электрода в разделкеи скорости сварки при условии бездефектного формиро-вания пристеночного валика в виде уравнений регрессии.Полученные уравнения показывают, что при заданных на-чальных условиях сварки (ток, напряжение) угол раз-делки практически не оказывает влияния на площадьсечения валика и на тепловой КПД процесса сварки. Наи-более существенными факторами для площади сечениявалика являются положение электрода в разделке, дляполного теплового КПД – скорость сварки.Полученные уравнения позволяют подбирать параметрынаплавки пристеночного валика, обеспечивающие отсутст-вие несплавлений при минимально необходимом теплов-ложении в изделие.

ДВУХДУГОВАЯ СВАРКА И ЕЕ ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕ-АЛИЗАЦИЯ. М.А. Шолохов1, А.М. Фивейский1, А.Ю.Мельников2 (1ООО «ШТОРМ», Верхняя Пышма, Рос-сия; 2Уральский федеральн. ун-т, Екатеринбург, Рос-сия). Двухдуговая сварка является одним из перспектив-ных способов, который позволяет значительно повыситьпроизводительность, качество, а также расширить воз-можности процесса. Двухдуговая сварка может выпол-няться в общую или в раздельные ванны.Применение двухдуговой сварки в раздельные ванны поз-воляет легко регулировать термический цикл сварки засчет изменения расстояния между дугами и их мощностей.При этом можно получать требуемые механические свой-ства и структурный состав металла шва и зоны термичес-кого влияния. Использование двухдуговой сварки в об-щую ванну позволяет значительно увеличить производи-тельность процесса и повысить качество сварных швов.Двухдуговая сварка в общую ванну позволяет расширитьдиапазон скоростей сварки, применение которых позво-ляет получать швы с благоприятным формированием.Для реализации технологии двухдуговой сварки былапроведена модернизация сварочного трактора АДФГ-502ШТОРМ, которым в стандартной комплектации можновыполнять сварку двумя горелками двух швов одновре-менно. Отличительными особенностями данного автоматаявляются возможность его использования как для сваркипод флюсом, так и в защитных газах, а также модульнаяконструкция, которая позволяет легко адаптировать его

INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF TECHNO-LOGICAL PARAMETERS ON FORMATION OF NEAR-WALL BEAD IN GAS-SHIELDED MULTIPASS WELD-ING. M.A. Sholokhov1, A.M. Fiveiskii1, D.S. Buzorina2

(1OJSC «STORM», Upper Pyshma. Russia; 2Ural FederalUniversity, Ekaterinburg, Russia). In order to producewelds with the required mechanical properties, favourablestructure and minimum welding deformations, it is necessaryto limit the heat input. In multipass welding under the con-ditions of heat input limitation, the probability of formationof lacks-of-fusion between the bead and groove edges, aswell as between the adjacent beads, becomes higher, becauseof heat removal into the base metal.Effective control of the process of penetration of metal beingwelded in arc welding (to prevent lacks-of-fusion) is possibleonly with knowledge of the main regularities of this process,as well as qualitative and quantitative influence of the mainand auxiliary parameters of the welding mode on the dimen-sions and shape of penetration zone.In this study the method of mathematical planning of ex-periment was used to derive, in the form of regression equa-tions, the dependence of cross-sectional area of near-wallbead and complete thermal efficiency of the welding processon groove angle, electrode position in the groove and weldingspeed under the conditions of defect-free formation of near-wall bead.Derived equations show that at the specified initial condi-tions of welding (current, voltage), the groove angle prac-tically has no influence on the bead cross-sectional area oron thermal efficiency of the welding process. The most sig-nificant factor for bead cross-sectional area is electrode po-sition in the groove, and for complete thermal efficiency itis the welding speed.Derived equations allow selection of parameters of near-wallbead deposition, preventing lacks-of-penetration at minimumrequired heat input into the item.

TWIN-ARC WELDING AND ITS PRACTICAL IMPL-MENTATION. M.A. Sholokhov1, A.M. Fiveiskii1, A.Yu.Melnikov2 (1OJSC «STORM», Upper Pyshma. Russia;2Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia). Twin-arcwelding is one of the promising processes, that allows con-siderable improvement of efficiency and quality, as well asenhancement of process capabilities. Twin-arc welding canbe performed into a common pool or into separate pools.Application of twin-arc welding into separate pools facili-tates regulation of the thermal cycle of welding due to vari-ation of the distance between the arcs and their power. Here,it is possible to produce the required mechanical propertiesand structural composition of the metal of weld and HAZ.Application of twin-arc welding into a common pool allowssignificantly increasing the process efficiency and improvingweld quality. Twin-arc welding into a common pool allowswidening the range of welding speeds, application of whichenables producing welds with favourable weld formation.In order to realize the twin-arc technology, upgrading ofwelding tractor ADFG-502 STORM was performed. Thismachine, when fitted with a standard set of components,can make two welds simultaneously by two torches. Specialfeatures of this machine are the possibility of its applicationboth for submerged-arc and for gas-shielded arc welding, aswell as modular design that allows readily adapting it towelding various structures. The tractor is fitted with me-chanical seam-tracking system. Automatic machine designincorporates unified assemblies (wire feed mechanism, torch,


110

для сварки различных конструкций. Трактор оснащен ме-ханической системой слежения. В конструкции автоматаприменены унифицированные узлы (механизм подачипроволоки, горелка, жидкостная система охлаждения го-релок), что дает возможность легкой замены необходимыхдеталей.Для использования данного трактора для двухдуговойсварки была выполнена модернизация узла крепления го-релок. После модернизации имеется возможность наст-ройки расстояния между дугами, раздельной настройкиугла наклона каждой горелки в двух плоскостях. В кон-струкции предусмотрены специальные кронштейны, поз-воляющие точно выставлять положение трубок для подачифлюса.

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВО-ПРОСЫ СВАРКИ И РЕМОНТА МОНОКРИСТАЛЛИ-ЧЕСКИХ ЛОПАТОК ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕ-ЛЕВЫХ СПЛАВОВ. К.А. Ющенко1, И.С. Гах1, Б.А.Задерий1, А.В. Звягинцева1, О.П. Карасевская2 (1Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина; 2Ин-т металлофизики им. Г.В. КурдюмоваНАН Украины, Киев, Украина). На основе теоретическихобобщений, экспериментов по сварке, исследований мик-ро-, дислокационной и кристаллографической структурыопределены условия получения сварных соединений мо-нокристаллов жаропрочных никелевых сплавов.Главные из них:• структурное совершенство монокристалла, ограничениесодержания вредных примесей;• обеспечение кристаллографической ориентации соедине-ния относительно осей высокой симметрии монокристаллав установленных пределах;• совпадение направления максимального теплоотвода пофронту кристаллизации сварочной ванны с ориентацией<001>;• управление термодеформационным циклом сварки.Предложены технологические пути обеспечения условийформирования монокристаллического соединения при уп-равлении геометрией сварочной ванны.Выполнение этих условий обеспечивает получение регла-ментированных механических свойств сварных соедине-ний за счет сохранения исходной кристаллографическойориентации в металле шва и допустимой разориентиров-кой субструктуры.Рассмотрены способы реализации разработок при созда-нии сварных лопаток новой конструкции, ремонте экс-плуатационных повреждений и технологических дефектовизготовления, а также при укрупнении монокристалличес-ких заготовок.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЛУЧЕНИЯ СОЕ-ДИНЕНИЙ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛА-ВОВ РЕАКЦИОННО-ДИФФУЗИОННЫМ СПОСО-БОМ. К.А. Ющенко, Т.Н. Кушнарева, В.Е. Мазурак(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Литейные никелевые сплавы, особеннонаплавленной кристаллизации и монокристаллические,являются основными конструкционными материаламидля изготовления направляющих и рабочих лопаток тур-бин в теплонапряженных газотурбинных двигателях(ГТД) и наземных газотурбинных установок (ГТУ). По-лучение равнопрочных неразъемных соединений и восста-новление деталей турбин без расплавления основного ма-териала при сохранении исходной структуры после ремон-та с обеспечением необходимых служебных характеристиксоединений деталей является актуальной задачей.

system of torch liquid cooling) that enables easy replacementof the required parts.To enable application of this tractor for twin-arc welding,upgrading of torch fastening assembly was performed. Up-grading provided the possibility of adjustment of inter-arcdistance, separate adjustment of the angle of inclination ofeach torch in two planes. The design envisages special brack-ets, allowing accurate positioning of the tubes for flux feed-ing.

METALLURGICAL AND TECHNOLOGICAL ISSUESOF WELDING AND REPAIR OF SINGLE-CRYSTALBLADES FROM HIGH-STRENGTH NICKEL ALLOYS.K.A. Yushchenko1, I.S. Gakh1, B.A. Zadery1, A.V. Zvya-ginsteva1, O.P. Karasevskaya2 (1The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine; 2G.V. Kurdyu-mov Institute of Metal Physics of the NAS of Ukraine,Kiev, Ukraine). Proceeding from theoretical generaliza-tions, welding experiments, investigations of micro-, dislo-cation and crystallographic structure, conditions of produc-ing single-crystal welded joints of high-temperature nickelalloys were determined, the main of which are:• structural perfection of the single-crystal, limitation ofimpurity content;• ensuring the crystallographic orientation of the joint rela-tive to high-symmetry axes of the single-crystal within theestablished limits;• coincidence of the direction of maximum heat removal overthe weld pool solidification front with <001> orientation;• control of thermodeformational cycle of welding.Technological measures are proposed to ensure the conditionsfor formation of single-crystal joint at control of weld poolgeometry.Fulfillment of these conditions ensures producing specifiedmechanical properties of welded joints due to preservationof the initial crystallographic orientation in the weld metaland admissible disorientation of the substructure. Methodsof realization of the developments are considered in manu-facture of welded blades of a new design, repair of servicedamage and technological manufacturing defects, as well asat enlargement of single-crystal billets.

RESULTS OF INVESTIGATIONS OF PRODUCINGHIGH-TEMPERATURE NICKEL ALLOY JOINTS BYREACTION-DIFFUSION PROCESS. K.A. Yushchenko,T.N. Kushnareva, V.E. Mazurak (The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Cast nickel al-loys, particularly those produced by directional solidificationand single-crystal ones, are the main structural materials formanufacturing the vanes and blades of turbines in high-heatgas turbine engines (GTE) and in ground-based gas turbineunits (GTU). Producing full-strength permanent joints andreconditioning turbine parts without melting of the basematerial with preservation of the initial structure after repair,and ensuring the required service properties of part joints isan urgent task.Investigations of the features of welded joint formation byreaction-diffusion process using metals-depressants of IVa


111

Проведены исследования особенностей формированиясоединений реакционно-диффузионным способом с ис-пользованием металлов-депрессантов IVa и Va групп длясплавов типа ЖС6У, ЧС70, IN738, МА IN758, ЖС26,ЖС32, ЖС36, PWA-1480.Выполнены микроструктурные исследования фазовогосостава материалов швов и рассмотрена взаимосвязь хими-ческого состава присадочного материала и технологичес-ких параметров с физико-механическими свойствами сое-динений. Сформулированы металловедческие особенно-сти формирования соединений. Проведены механические испытания на кратковременнуюпрочность при растяжении (20, 900, 1000, 1100 и 1200 °С)и длительную прочность при 900 °С (под нагрузкой 300—350 МПа).Результаты механических испытаний показали, что уро-вень прочности соединений составляет 0,8—0,9 прочностиосновного металла с разрушением образцов за пределамизоны шва. Технологический процесс реализован при получении не-разъемных соединений сложной формы и ремонте натур-ных деталей конструктивных элементов авиационных ГТДиз жаропрочных никелевых сплавов.

СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ ПРИ РЕМОНТЕ ЭЛЕМЕН-ТОВ НАДПИСИ «ARBEIT MACHT FREI» ВХОДНЫХВОРОТ БЫВШЕГО НЕМЕЦКОГО КОНЦЕНТРАЦИ-ОННОГО И ЭКЗЕКУЦИОННОГО ЛАГЕРЯ АУШ-ВИЦ I (Е. Турык1, Б. Чворног1, А. Зыдзик-Бялек2 (1Ин-тсварки, Гливице, Польша; 2Гос. музей Аушвиц-Биркенау,Освенцим, Польша). В докладе представлены поврежде-ния надписи «Arbeit macht frei», полученные во время еекражи (порез в трех секциях и искривление верхней инижней трубной части надписи, легкие разрывы сварныхсоединений между буквами и трубками), а также обсуж-дены требования отдела сохранения исторического насле-дия Государственного музея Аушвиц-Биркенау относи-тельно выбора метода соединения элементов надписи, атакже диапазона проведения сварочных работ, необходи-мых для ремонта надписи.Также были представлены ход и результаты работ, вы-полненные Институтом сварки по процедурам ремонтнойсварки элементов надписи, включая сварку ТИГ и лазер-ную сварку. Стыковые соединения труб, тавровые соеди-нения букв с верхней и нижней трубкой и ремонт большихтрещин в угловых швах, соединяющих буквы с трубками,выполнялись методом ТИГ. Лазерная сварка при ремонтенадписи «Arbeit macht frei» включала:• создание крытого перехода в стыковых соединениях вер-хней и нижней трубки, соединяющего структуру надписи;• ремонтную сварку трещин в исходных швах, соединяю-щих буквы с трубками;• локальный импульсный лазерный переплав крытого пе-рехода ремонтных швов для декоративных целей;• наплавку с целью реконструкции исходной формы швовв соответствии с архивными фотографиями.Обговаривался диапазон проведения технологическогоосмотра, выполненного Институтом сварки во время ре-монтной сварки надписи. Было подтверждено, что качес-тво сварных соединений надписи соответствует требова-ниям отдела сохранения исторического наследия Государ-ственного музея Аушвиц-Биркенау относительно формы,размеров и внешнего вида.

and Va groups were performed for alloys of ZhS6U, ChS70,IN738, MA IN758, ZhS26, ZhS32, ZhS36, PWA-1480 types.Microstructural investigations of phase composition of weldmaterials were performed, and interrelation between fillermaterial chemical composition and technological parametersand physico-mechanical properties of the joints was consid-ered. Metals science features of joint formation were defined.Mechanical testing for short-term strength at tension (20,900, 1000, 1100 and 1200 °C) and for long-term strength at900 °C (under 300—350 MPa load) was conducted. Results of mechanical testing showed that the strength levelof the joints is equal to 0.8—0.9 of that of the base metalwith samples failing beyond the weld zone.Technological process is realized when making permanentjoints of a complex shape and in repair of full-scale parts ofstructural elements of aircraft GTE from high-strength nickelalloys.

WELDING WORKS IN REPAIR OF THE «ARBEITMACHT FREI» INSCRIPTION ELEMENTS OF THE EN-TRANCE GATE TO THE FORMER GERMAN NAZICONCENTRATION AND EXTERMINATION CAMPAUSCHWITZ I (E. Turyk1, B. Czwornog1, A. Zydzik-Bi-alek2 (1Instytut Spawalnictwa, Gliwice, Poland; 2Ausch-witz-Birkenau State Museum, Oswiecim, Poland). It hasbeen presented the damages of the «Arbeit macht frei» in-scription formed during the theft of it (cut in three sectionsand distortion of upper and lower tube parts of the inscrip-tion, slight tears of welded joints between letters and tubes)and discussed the requirements of the Conservator’s Sectionof the Auschwitz-Birkenau State Museum in relation to brin-ging the inscription elements together as well as the rangeof welding works necessary for the repair of the inscription.The course and results of the works made by the InstytutSpawalnictwa concerning the procedures of repair weldingof the inscription elements, including TIG and laser welding,have been presented as well. Butt joints of tubes, T-jointsof letters with upper and lower tube and the repair of largecracks in fillet welds joining letters with tubes were madeby TIG method. Laser welding in the repair of the «Arbeitmacht frei» inscription included:• making the cover pass in the butt joints of upper and lowertube, bringing the inscription structure together;• repair welding of cracks in original welds joining letterswith the tubes;• local pulse laser remelting of the cover pass of repair weldsfor decorative purposes;• surfacing in order to reconstruct the original shape of weldsin accordance with archival photographs.It has been discussed the range of technological supervisioneffected by the Instytut Spawalnictwa during repair weldingof the inscription. It has been found that the quality ofwelded joints in the inscription meets the requirements ofthe Conservator’s Section of the Auschwitz-Birkenau StateMuseum in respect of shape, dimensions and appearance oftheir face.


112

ПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ,

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ

И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-

ДЕФОРМИРОВАННЫХ СОСТОЯНИЙ

И ИХ РЕГУЛИРОВАНИЕ

STRENGTH OF WELDED JOINTS

AND STRUCTURES, THEORETICAL

AND EXPERIMENTAL INVESTIGA-

TIONS OF STRESS-STRAIN STATES

AND THEIR CONTROL

РОБОТОЗДАТНІСТЬ ВИСОКОАЗОТНИХ СТАЛЕЙТА ЇХ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ ЗА ТРИВАЛОЇ ЕКС-ПЛУАТАЦІЇ У ВОДНІ. О.І. Балицький1, Є. Новацький2,І.Ф. Костюк3, О.Б.Вус1, О.С.Сколоздра1 (1Фізико-ме-ханічний ін-т ім. Г.В. Карпенка НАН України, Львів,Україна; 2Кафедра зварювання Західнопоморського тех-нологічного ун-ту, Щецін, Польща; 3Відкрите акціонер-не товариство «ДТЕК», Донецьк, Україна). Високоазот-ні Сr—Мn аустенітні сталі використовують у атомній татепловій енергетиці як бандажні кільця для фіксації відосьового переміщення мідних обмоток ротора генераторане лише за номінальної частоти обертання турбогенерато-ра, але і за експлуатації турбогенератора у випадках рап-тового зниження навантаження, коли частота обертанняротора зростає на 20 %. Необхідні експлуатаційні харак-теристики досягають холодним пластичним деформуван-ням бандажного кільця, ступінь якого досягає 50—60 %,тому матеріал кільця володіє значною пластичністю в хо-лодному стані. На даний час напрацювання бандажнихкілець на діючих в Україні електростанціях складає 75 %паркового ресурсу. Тому важливим показником роботоз-датності бандажних кілець у реальних умовах експлуа-тації є опір розвитку тріщин, а для визначення залишко-вого ресурсу під час циклічних навантажень у водні не-обхідно врахувати можливість росту дефектів до розмірів,при яких наступає крихке руйнування. За результатамидосліджень високоазотних сталей встановлено, що длябандажних кілець зі сталі 18Cr—18Mn нормативні значен-ня критичної довжини тріщини повинні бути зменшені на25—30 % для врахування дії технологічного водневого охо-лоджуючого середовища. Для оцінки впливу водневих се-редовищ на роботоздатність та залишковий ресурс висо-конавантажених деталей енергетичного устаткування ви-користали значення характеристик тріщиностійкості увихідному та деградованому стані після 122, 131, 140 та166 тис. год. експлуатації.Випробування зварних з’єднань високоазотних сталейдають підстави рекомендувати відновлення бандажнихкілець турбоагрегатів зварюванням та наплавленням, щодозволить продовжити ресурс їх роботи. Забезпеченнянадійної роботи швидкохідних та тихохідних турбоагре-гатів дозволить запобігти нештатним ситуаціям та уник-нути масштабних катастрофічних для людей та довкіллянаслідків від їх руйнування.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОРЯЧЕЙ ТВЕРДО-СТИ МЕТАЛЛА. И.А. Бойко, А.Г. Гринь, В.К. Лысак(Донецкая гос. машиностр. акад., Краматорск, Украи-на). В настоящее время существует ряд методов опреде-ления горячей твердости наплавленного металла, основан-ных на применении твердомера Роквелла и оборудованиядля нагрева и поддержания определенной температурыобразца. Недостатком такого метода является некотораяпогрешность измерений, поскольку вдавливание происхо-дит не мгновенно, а на протяжении 5—10 с, поэтому воз-можно как удлинение самого индентора в результате на-грева его от контакта с испытуемым образцом, так и осты-вание образца в точке замера.Сущность разрабатываемого способа измерения твердостизаключается в определении температуры образца в моментиндентирования при помощи термопары, фиксации мо-мента индентирования получением сигнала с датчика де-тонации.Установка для нагрева образца подключается к сети пере-менного тока. Нагрев образца осуществляется при помощинихромовой спирали, напряжение на которую подается совторичной обмотки трансформатора. Первичная обмотка

PERFORMANCE OF HIGH-NITROGEN STEELS ANDTHEIR WELDED JOINTS AFTER LONG SERVICE INHYDROGEN. O.I. Balytsky1, Ye. Novatsky2, I.F. Kos-tyuk3, O.B. Vus1, O.S. Skolozdra1 (1H.V. Karpenko Phy-sico-Mechanical Institute of NASU, Lvov, Ukraine; 2Chairof Welding of West Pomeranian University of Technology,Szczecin, Poland; 3OJSC «DTEK», Donetsk, Ukraine).High-nitrogen Cr—Mn austenite steels are applied in nuclearand heat power engineering as retaining rings for fixationof copper winding of generator rotor from axial movementnot only at the rated frequency of rotor rotation of a turbinegenerator, but also during operation of turbine generator inthe cases of sudden decrease of load, when frequency of rotorrotation is increased by 20 %. The necessary service charac-teristics are achieved by a cold plastic deformation of theretaining ring, the level of which reaches 50—60 %, therefore,the material of the ring possesses significant ductility in acold state. Nowadays the service life of retaining rings atthe operating electric power stations in Ukraine amounts to75 % of a park life. Thus, the important indicator of serviceefficiency of retaining rings under real conditions of opera-tion is the resistance to cracks propagation, and while defi-ning residual life during cyclic loads in hydrogen it is ne-cessary to consider the possibility of growth of defects upto sizes when brittle fracture begins. According to the resultsof investigations of high-nitrogen steels it was establishedthat for retaining rings of steel 18Cr—18Mn the rated valuesof critical length of a crack should be decreased by 25—30 %to consider the effect of technological hydrogen cooling en-vironment. To evaluate the influence of hydrogen media onthe service efficiency and residual life of high-loaded partsof the power equipment the values of characteristics of crackresistance in initial and degraded state after 122, 131, 140and 166 thousand hours of service were used. The tests ofwelded joints of high-nitrogen steels give grounds to recom-mend the restoration of retaining rings of turbine units usingwelding and surfacing which will allow extension of theiroperation life. The reliable work of high-speed and low-speedturbine units will allow preventing the irregular situationsand avoiding scale consequences, disastrous for people andenvironment.

METHODS OF DETERMINATION OF HOT HARD-NESS OF METAL. I.A. Boyko, A.G. Grin, V.K. Lysak(Donetsk Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine). Atpresent time there are a number of methods to determine hothardness of deposited metal, based on application of Rock-well hardness meter and equipment for heating and mainta-ining of the specified temperature of specimen. The disad-vantage of this method is some error of measurements, as faras indentation is performed not instantly, but during 5—10 s,that is why both the elongation of the indenter itself as aresult of its heating from the contact with the test specimen,as well as cooling down of specimen in the spot of measure-ment is possible.The principle of the developed method of measurement ofhardness consists in determination of temperature of speci-men at the moment of indenting using a thermocouple, fix-ation of a moment of indenting by receiving a signal fromthe detonation sensor.The device for heating of specimen is connected to the mainsof alternating current. The heating of specimen is performedusing nichrome spiral the voltage to which is supplied fromthe secondary winding of transformer. The primary winding

ПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ STRENGTH OF WELDEDИ КОНСТРУКЦИЙ JOINTS AND STRUCTURES

115

трансформатора соединена с сетью через блок фазовогорегулирования, состоящий из двух встречно-параллельновключенных тиристоров, управление которыми осуществ-ляется при помощи импульсов, источником которых явля-ется формирователь напряжения управления. Угол от-крытия тиристоров зависит от напряжений с узла заданиятемпературы нагрева и напряжения с термопары, увели-ченным до уровня соизмерения при помощи операционно-го усилителя. Для фиксации момента удара индентораприменяется датчик детонации. Сигналы подаются наUSB-осциллограф для последующей фиксации.Замер твердости осуществляется при помощи твердомераШора в соответствии с ГОСТ 263—75. После достижениязаданной температуры проводятся замеры твердости пометоду Шора механическим твердомером, закрепленнымна штативе. Результаты замеров фиксируются по пока-заниям твердомера, а порядковый номер замера, напри-мер, при помощи счетчика, получающего сигнал с датчикадетонации.Сигналы напряжений синхронизируются при помощиосциллографа и записываются на протяжении цикла изме-рений в диапазоне температур измерения. По полученнымданным можно построить зависимость твердости наплав-ленного слоя от температуры нагрева.

РЕГУЛИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНЫХ СВАРОЧНЫХНАПРЯЖЕНИЙ ПРИ СВАРКЕ ПЛАКИРОВАННОЙСТАЛИ 09Г2С + 08Х18Н10Т. И.А. Гальцов1, А.В. Кален-ская2, С.А. Ткаченко3, А.Н. Ткаченко3 (1Луганский нац.аграрный ун-т, Луганск, Украина; 2Восточноукр. нац.ун-т им. Даля, Луганск, Украина; 3ПАО «Лугансктепло-воз», Луганск, Украина). Плакированная сталь – соеди-нение двух разнородных металлов (плакирующего и ос-новного). Наиболее распространены конструкции из двух-слойной стали 09Г2С + 08Х18Н10Т.Сварка плакированной стали включает формированиетрех слоев: сварка основного несущего ферритно-перлит-ного слоя 09Г2С, переходного слоя от стали 09Г2С к08Х18Н10Т и плакирующего слоя стали 08Х18Н10Т. Присварке переходного слоя характерно аномальное во-зникновение напряжений вследствие различия темпера-турных коэффициентов линейного расширения сваривае-мых сталей 08Х18Н10Т и 09Г2С.Эти напряжения в большинстве случаев не могут бытьсняты термообработкой и создают опасность как разру-шения, так и изменения размеров конструкции во времени.Нецелесообразность термообработки соединений с аус-тенитным швом обусловлена развитием диффузионныхпроцессов обезуглероживания и охрупчивания отдельныхзон соединения, а для швов с аустенитно-ферритнымшвом – охрупчивание шва в результате перехода феррит-ной фазы в хрупкую σ-фазу. Формирование в сварномсоединении высоких остаточных напряжений (достигаю-щих σт) в совокупности с образованием хрупких диффу-зионных прослоек карбидомартенситной гряды создаютопасность возникновения холодных трещин и отрываплакирующего слоя.В аустенитной стали 08Х18Н10Т возникают растягиваю-щие напряжения, так как она имеет значительно большееуменьшение объема по сравнению с ферритно-перлитной09Г2С, а в ферритно-перлитной – уравновешивающие ихнапряжения сжатия.Целью данной работы являлось исследование и умень-шение плосконапряженного состояния при сварке пере-ходного и плакирующего слоев металла толщиной 35 мм.Одним из способов регулирования остаточных сварочныхнапряжений является уменьшение тепловложения в сва-

of transformer is connected to the circuit through the unitof phase regulation composed of two thyristors switched inan opposite-parallel way, the control of which is performedusing pulses the source of which is the generator of controlvoltage. The angle of opening of thyristors depends on volt-age values from the unit of presetting the heating temperatureand voltage from thermocouple, increased to the commen-surable level by operation amplifier. To fix the moment ofstriking the indenter, the detonation sensor is applied. Thesignals are supplied to USB-oscillograph for next fixation.The measurement of hardness is performed using Shore har-dness meter according to the GOST 263—75. After reachingthe preset temperature the measurements of hardness accor-ding to the Shore method are carried out using mechanicalhardness meter mounted on the support. The results of meas-urements are recored according to the values of the hardnessmeter and ordinal number of a measurement is recorded, forexample, using counter receiving the signal from the deto-nation sensor.The signals of voltages are synchronized using oscillographand recorded during the cycle of measurements within therange of changes of temperatures. According to the obtaineddata the dependence of hardness of the deposited layer onheating temperature can be plotted.

CONTROL OF RESIDUAL WELDING STRESSES DU-RING WELDING OF CLAD STEEL 09G2S +08Kh18N10T. I.A. Galtsov1, A.V. Kalenskaya2, S.A. Tka-chenko3, A.N. Tkachenko3 (1Lugansk Agricultural Univer-sity; 2Volodymyr Dahl East Ukrainian National Universi-ty; 3PJSC «Luganskteplovoz», Lugansk, Ukraine). The cladsteel is a joining of two dissimilar metals (clad and the baseones). The most widespread are the structures of two-layersteel 09G2S + 08Kh18N10T.The welding of clad steel includes formation of three layers:welding of the base bearing ferrite-perlite layer 09G2S, tran-sition layer from steel 09G2S to 08Kh18N10T and clad layerof steel 08Kh18N10T. During welding of transition layer theabnormal formation of stresses is peculiar as a result of dif-ferences in temperature coefficients of linear expansion ofsteels 08Kh18N10T and 09G2S, being welded. These stressesin most cases can not be relieved by heat treatment andcreate risk both for fracture as well as change of structuresizes with time. Irrationality of heat treatment of joints withaustenite weld is predetermined by the development of dif-fusion processes of decarbonization and embrittlement ofseparate joining zones, and for welds with austenite-ferriteweld, i.e.embrittlement of a weld as a result of transition offerrite phase, to the brittle σ-phase. The formation of highresidual stresses (reaching σy) in welded joint in combinationwith formation of brittle diffusive interlayers of carbide-mar-tensite zone creates risk of formation of cold cracks anddetachment of cladding layer.In the austenite steel 08Kh18N10T the tensile stresses areformed as far as it has considerably larger reduction in volumeas compared to ferrite-perlite 09G2S steel, and ferrite-perliteone has compressive stresses providing balance betweenthem.The aim of this work was investigation and decrease of plane-stress state in welding of transition and cladding layer ofmetal of 35 mm thickness.One of the methods to control the residual stresses is thedecrease of heat input into the metal being welded, basedon low heat input of welding, layout of narrow stringerbeads or artificial heat removal. However, layout of thenarrow stringer beads in welding of metal of 35 mm thickness


116

риваемый металл, основанный на использовании низкойпогонной энергии сварки, наложении узких ниточныхваликов либо применение искусственного теплоотвода. Ноналожение узких ниточных валиков при сварке металлатолщиной 35 мм приводит к увеличению времени сварки,а применение искусственного теплоотвода целесообразнопри толщине металла до 5 мм.Поэтому были разработаны способы ручной дуговой свар-ки, автоматической под слоем флюса и в среде защитногогаза с вводом в сварочную ванну внутренних теплопог-лотителей (макрохолодильников) и низкочастотной ви-брации электрода.Данный способ позволяет уменьшить остаточные свароч-ные напряжения до 10—15 %, повысить коэффициент на-плавки и при этом уменьшить количество наплавляемыхваликов на 30 %.

ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕ-НИЯ В ТОНКИХ СТАЛЬНЫХ ПЛАСТИНАХ ПРИ НА-ГРЕВЕ ПОДВИЖНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ТЕПЛА.О.Р. Гачкевич1, В.И. Асташкин1, Т.В Козакевич1,А. Равська-Скотнични2 (1Ин-т прикладных проблем ме-ханики и математики им. Я.С. Подстригача НАН Ук-раины, Львов, Украина; 2Политехника Опольская, Опо-ле, Польша). В работе предложен вариант методики иссле-дования и оптимизации остаточных фазового и напряжен-ного состояний тонких малоуглеродистых низколегиро-ванных стальных пластин при локальном высокотемпера-турном нагреве подвижными нормально распределеннымиисточниками тепла с различными центрами локализациии последующем монотонном охлаждении. Для рассмат-риваемых пластин разработано основанную на методахвзвешенных невязок и конечных элементов методику чис-ленного решения составных задач поставленной исходнойкомплексной задачи механики с учетом структурных пре-образований (определения температурного поля; расчетасодержания фазовых составляющих; нахождения остаточ-ных напряжений). Методика базируется на адаптирован-ной к рассматриваемому классу задач известной моделиописания фазового состава и обусловленных им остаточ-ных напряжений в малоуглеродистых низколегированныхстальных телах при их монотонном охлаждении (из вы-сокотемпературного начального состояния с зоной полнойаустенизации).Для увеличения пластичности зоны термического влияниясоздана методика параметрической оптимизации харак-теристик движущихся распределенных источников тепла(с одним и несколькими центрами локализации) по крите-рию минимума максимального содержания мартенситапри уменьшении уровня остаточных напряжений. Проана-лизированы остаточные напряжения и фазовые распреде-ления в рассматриваемых пластинах при наличии одного(основного) источника, основного источника с одним илидвумя дополнительными при различных (в том числе оп-тимальных) центрах их локализации и параметрах мощ-ности, а также одного источника с учетом исходного хими-ческого состава стали и определенных термических и тех-нологических условий нагрева.

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕФЕКТНО-СТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. Л.С. Денисов (Бело-рус. нац. техн. ун-т, Минск, Беларусь). Исследованиявыполняли на однородных выборках сварных соедине-ний – базовых партиях стыков (БПС). Базовые партиистыков характеризуются однородностью не только свар-ных соединений, но и одинаковыми условиями работ иодинаковой технической документацией. За единицу БПС

results in increase of time of welding, and artificial heatremoval is rational at the thickness of metal of up to 5 mm.Therefore, the methods of manual arc welding, automaticsubmerged welding and welding in the shielding gas envi-ronment with adding of inner heat-absorbers (macrocoolers)of low-frequency vibration of electrode into welding poolwere developed.The given method allows decreasing the residual weldingstresses down to 10—15 %, increasing the coefficient of sur-facing and meantime decreasing the amount of beads, beingdeposited, by 30 %.

PHASE COMPOSITION AND RESIDUAL STRESSESIN THIN STEEL PLATES DURING PREHEATINGUSING MOVING HEAT SOURCES. O.R. Gachkevich1,V.I. Astashkin1, T.V. Kozakevich1, A. Ravska-Skotnichni2

(1Ya.S. Podstryhach Institute for Applied Problems of Mec-hanics and Mathematics of NASU, Lvov, Ukraine; 2OpolePolytechnics, Opole, Poland). In the work the variant ofprocedure for investigation and optimization of residualphase and stressed states of thin low-carbon low-alloy steelplates at local high-temperature heating using moving nor-mally distributed heat sources with different centers of lo-calization and further monotonous cooling is offered. Forthe plates being investigated the procedure of numerical so-lution of composite problems of set initial integrated problemof mechanics considering structural transformations (deter-mination of temperature field; calculation of content of phasecomponents; detection residual stresses) was developed basedon methods of weighted misalignments and finite elements.The procedure is based on the known model, adapted to theconsidered class of problems, of description of phase com-position and residual stresses, caused by it, in low-carbonlow-alloy steel bodies at their monotonous cooling (fromhigh-temperature initial state with a zone of complete aus-tenization).To increase the ductility of heat-affected zone a procedurewas developed for parametric optimization of characteristicsof moving distributed heat sources (with one or several cen-ters of localization) according to the criterion of minimumof maximal content of martensite at decrease of level ofresidual stresses. The residual stresses and phase distributionsin considered plates at the presence of one (main) source,main source with one or two additional ones at different(including optimal) centers of their localization and para-meters of power, and also one source considering the initialchemical composition of steel and definite thermal and tec-hnological conditions of heating.

INVESTIGATION OF FORMATION OF DEFECTIVE-NESS OF WELDED JOINTS. L.S. Denisov (Belarus Na-tional Technical University, Minsk, Belarus). The investi-gations were performed on the similar samples of weldedjoints – basic batches of butts (BBB). The basic batchesof butts are characterized by similarity not only of weldedjoints, but also of similar conditions of operations and similartechnical documentation. As a unit of BBB the welded butt


117

принимали сварной стык или участок стыка, минималь-ный объем выборки определяли расчетами. На основаниипредельного закона больших чисел математической ста-тистики такая выборка от БПС является репрезента-тивной.Для измерения дефектности были введены количествен-ные показатели: Д – количество дефектов; L – протя-женность дефектов, а также комплексные показатели, ха-рактеризующие каждую БПС.Учет дефектов и их накопление проводили по таблицамдефектов. Обработку дефектности по виду, характеру иразмерам (Д и L) выполняли в соответствии с таблицами-накопителями по каждой БПС.Анализ дефектности и определение причин дефектностивыполняли по алгоритму фактор—причина—дефект (Ф—П—Д). По накопленной информации рассчитывали верх-ние границы регулирования и составляли контрольныекарты по каждой БПС. Применение карт позволило резкосократить дефектность на объектах сварочных работ.Анализируя Ф—П—Д устанавливали доминирующие фак-торы производства, их отрицательные параметры, причи-ны и уровень дефектности, генерируемый каждым факто-ром.На основании анализа разрабатывали общепроизводствен-ные мероприятия по предупреждению дефектов.По результатам накопленной информации выполнялипланирование по снижению дефектности и необходимойсуммы инвестирования по совершенствованию того илииного фактора и прогнозирование уровня дефектности набудущие периоды.Историю качества использовали для построения пара-метрических моделей и общепроизводственной системыуправления качеством сварки.

ЗАЛИШКОВА МІЦНІСТЬ МАГІСТРАЛЬНИХ ТРУ-БОПРОВОДІВ ІЗ ВИСОКОМІЦНИХ СТАЛЕЙ.А. Дзюбик, В. Палаш (Нац. ун-т «Львівська політехні-ка», Львів, Україна). Проблема визначення залишковоїміцності магістральних трубопроводів є на сьогоднішнійчас актуальною. В околі зварних з’єднань тут спостері-гається складний двовісний напружений стан зі значнимиградієнтами та можливою зміною знаку діючих напруженьв локальному об’ємі. Це призводить до зниження експлу-атаційних характеристик трубопроводу в цілому.Дослідження проводили на трубах діаметром 530—720 мміз товщиною стінки 12,9—19,3 мм, які виготовлені з ком-плекснолегованих сталей феритно-бейнітного класу під-вищеної міцності Х 80 (σ0,2 ≥ 550 МПа, σв ≥ 750 МПа).Визначення напружень в роботі здійснювалося за допо-могою методу умовних пластичних деформацій. Для до-сліджуваних сталей, на основі узагальнення відомих екс-периментальних та розрахункових даних, запропонованофункції, що описують залишкові пластичні деформації вкільцевому та осьовому напрямках. Вони дають змогувідобразити поле пластичних деформацій відповідно доособливостей фізико-механічних характеристик високо-міцних сталей. Встановлено, що рівень максимальнихкільцевих напружень в кільцевих зварних з’єднанняхможе досягатися на деякій відстані від осі зварного шва.Оцінка залишкової міцності здійснювалася для з’єднаньз поверхневими дефектами, що моделюються як зовнішніповерхневі півеліптичні тріщини. Останні знаходилися взоні термодеформаційного впливу в місцях максимальнихкільцевих напружень. Використовувався двопараметрич-ний критерій крихков’язкого руйнування. На основі діаг-рами руйнування отримано аналітичні формули для роз-

was accepted or area of a butt, the minimal volume of sam-pling was determined by calculations. Basing on the limitinglaw of large numbers of mathematic statistics such samplingfrom BBB is the representative one.To measure defectiveness, the quantitative values were in-troduced: D is the number of defects; L is the length ofdefects, and also complex values, characterizing each BBB.The registration of defects and their accumulation were con-ducted according to the tables of defects. The processing ofdefectiveness by its appearance, character and sizes (D andL) were carried out in accordance with the tables-accumu-lators for each of BBB.The analysis of defectiveness and determination of causes fordefectiveness were carried out using factor-reason-defect(FRD) algorithm. From the accumulated information theupper limits of control were calculated and control cards oneach BBB were composed. The application of cards allowedsharp decreasing of defectiveness on the objects of weldingworks. By analyzing FRD, the dominating factors of pro-duction, their negative parameters, causes and level of de-fectiveness generated by each factors were established.Basing on the analysis the general production measures onprevention of defects were worked out.From the results of accumulated information the planningfor decrease of defectiveness and necessary sum of invest-ments on modernization of any of the factors and predictionof level of defectiveness for future periods was performed.The history of quality was used to design the parametermodels and general production system of welding qualitymanagement.

RESIDUAL STRENGTH OF MAIN PIPELINES OFHIGH-STRENGTH STEELS. A. Dzyubik, V. Palash (TheNational University «Lvov Polytechnics», Lvov, Ukraine).Nowadays the problem of determination of residual strengthof main pipelines is challenging. In the vicinity of weldedjoints the complex two-axial stressed state with significantgradients and possible change of sign of effective stresses ina local volume is observed. This results in decrease of servicecharacteristics of pipelines in general.The investigations were carried out on pipes of 530—720 mmdiameter and wall thickness of 12.9—19.3 mm, which aremanufactured of complex-alloyed steels of ferrite-bainiteclass of increased strength X80 (σ0.2 ≥ 550 MPa, σult ≥≥ 750 MPa). The determination of stresses in the work wasperformed using method of conditional plastic deformations.Basing on generalization of known experimental and calcu-lation data the functions for the investigated steels wereoffered describing the residual plastic deformations in cir-cumferential and axial directions. They allow reflecting thefield of plastic deformations relative to the peculiarities ofphysical and chemical characteristics of high-strength steels.It was established that the level of maximal circumferentialstresses in circumferential welded joints can be reached atsome distance from the axis of a weld.The evaluation of residual strength was performed for jointswith surface defects, which are modeled as outer surfacesemi-elliptic cracks. The latter were located in the zone ofthermal deformational effect in the places of maximal cir-cumferential stresses. Two-parameter criterion of brittle-tough fracture was used. Basing on the fracture diagram theanalytical formulas for calculation of safety margin coeffi-cient for the area of pipe with a crack, taking account forresidual stresses, were obtained.


118

рахунку коефіцієнта запасу міцності ділянки труби зтріщиною з урахуванням залишкових напружень.Проведено числові розрахунки і встановлено, що залиш-кові зварювальні напруження навіть на рівні, якийзалишається після високого відпуску, суттєво зменшуютьвеличину залишкової міцності. При цьому, в залежностівід рівня коефіцієнта запасу міцності, згідно з норматив-ними документами, дефект відноситься до певної категоріїпошкодження (незначний, помірний, значний, критич-ний) і встановлюється можливість подальшої експлуатаціїабо термін ремонту пошкодженої ділянки оболонковоїконструкції.

К МЕХАНИЗМУ СТАРЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕ-НИЙ ПАРОПРОВОДОВ. В.В. Дмитрик, С.Н. Барташ(НТУ «ХПИ», Харьков, Украина). Изучение особеннос-тей физико-химических процессов, происходящих в ме-талле сварных соединений паропроводов в процессе ихдлительной эксплуатации в условиях ползучести, целесо-образно для повышения стабильности их структуры иуменьшения повреждаемости. Основными сталями, кото-рые применяют для изготовления сварных соединенийэлементов паропроводного тракта ТЭС, эксплуатируемыхпри температуре 500—585 °С и давлении пара 10—25 МПа,являются стали 12Х1МФ и 15Х1М1Ф.В процессе длительной эксплуатации в металле паропро-водов имеет место переход хрома и молибдена из зеренα-фазы в карбиды, коагуляция карбидов и их концент-рация по границам зерен α-фазы, полигонизация зеренα-фазы, карбидные реакции, М3С→М7С3→М23С6→М6Си образование новых карбидов ІІ группы (VC и Мо2С),что вызывает деградацию металла и приводит к умень-шению их ресурса. Скорость приведенных карбидных ре-акций зависит от уровня концентрации (сегрегации) хромаи молибдена в приграничных зернах α-фазы; работы, за-траченной на образование зародыша новой фазы, котораяопределяется разницей поверхностных энергий кон-тактирующих фаз и изменением свободной объемной энер-гии при структурном превращении. Для снижения ско-рости карбидных реакций следует уменьшить диффузион-ное перемещение атомов хрома и молибдена, что позволитснизить уровень их сегрегации в приграничных зонах α-фазы. Уменьшение содержания хрома и молибдена в узлахкристалла α-фазы способствует образованию по их телуполигониальной структуры. Эффект полигонизации про-является, когда каждая из заторможенных дислокаций,освободившаяся от препятствия, замещается другой, ко-торая движется от источника зарождения к препятствию.Процесс перемещения дислокаций скольжением в опреде-ленной плоскости и их накопление возле препятствийпроисходят непрерывно. Причем в наибольшей степенина участке неполной перекристаллизации металла ЗТВсварных соединений. Перемещение дислокаций приводитк полигонизации зерен α-фазы. Скорость ползучести опре-деляется не только величиной образующихся субзерен, нои их количеством.Наличие полигониальной структуры зерен α-фазы, а так-же коагулирущих выделений М23С6, формирующихся ввиде цепочек по границам зерен, приводит к снижениюсвойств сварных соединений паропроводов и уменьшениюих ресурса.

МЕХАНИЗМ ДЕГРАДАЦИИ МЕТАЛЛА СВАРНЫХСОЕДИНЕНИЙ ПАРОПРОВОДОВ. В.В. Дмитрик,Т.А. Сиренко (НТУ «ХПИ», Харьков, Украина). В усло-виях длительной эксплуатации паропроводов ТЭС в ихметалле происходят сложные физико-химические процес-

The numerical calculations were carried out and it was es-tablished that residual welding stresses considerably decreasethe value of residual strength even at the level remainingafter high tempering. Here, depending on the level of safetymargin coefficient according to the standard documents, thedefect refers to the specific category of damage (negligible,moderate, high, critical) and the possibility of further serviceor period of repair of damaged area of the shell structure isestablished.

TOWARDS THE MECHANISM OF AGEING OF WEL-DED JOINTS OF STEAM PIPELINES. V.V. Dmitrik,S.N. Bartash (NTU «KhPI» Kharkov, Ukraine). The studyof physical and chemical processes occurring in the metal ofwelded joints in the steam pipelines during the process oftheir long operation under the creep conditions is rationalto improve stability of their structure and decrease in theirdamaging. The main steels applied for producing weldedjoints of the elements of steam duct of the heat power stationoperated at the temperature of 500—585 °C and steam pressureof 10—25 MPa are the steels 12Kh1MF and 15Kh1M1F. In the process of long operation the transition of chromiumand molybdenum from the grains of α-phase into carbides,coagulation of carbides and their concentration along thegrain boundaries of α-phase, polygonization of α-phase gra-ins, carbide reactions, M3C→M7C3→M23C6→M6C and for-mation of new carbides of the II group (VC and Mo2C) takesplace in the metal of steam pipelines which causes degrada-tion of metal and leads to decrease of their service life. Therate of the given carbide reaction depends on the level ofconcentration (segregation) of chromium and molybdenumin near-boundary grains of α-phase; the energy spent forformation of nucleus of a new phase, determined by differenceof surface energies of contacting phases and change of freevolume energy during structural transformation. To reducethe rate of carbide reactions it is necessary to decrease thediffusion movement of atoms of chromium and molybdenumwhich will allow decreasing the level of their segregation innear-boundary zones of α-phase. The decrease of chromiumand molybdenum content in the nodes of crystal of α-phasepromotes formation of polygonal structure along their body.The effect of polygonization is manifested when each of thedelayed dislocations having released from the impediment isreplaced by another one moving from the source of origina-tion to the impediment. The process of movement of slidingdislocations in the definite plane and their accumulation nearthe impediments occurs continuously. Mostly it occurs atthe area of incomplete recrystallization of HAZ metal ofwelded joints. The movement of dislocations results in po-lygonization of grains of α-phase. The rate of creeping isdetermined not only by the value of forming subgrains, butalso by their number. The presence of polygonal grain structure of α-phase, as wellas coagulated evolutions M23C6 forming as chains along thegrain boundaries results in decrease of properties of weldedjoints of steam pipelines and in decrease of their life.

MECHANISM OF DEGRADATION OF METAL OFWELDED JOINTS OF STEAM PIPELINES. V.V. Dmit-rik, T.A. Sirenko (NTU «KhPI» Kharkov, Ukraine). Underthe conditions of long operation of steam pipelines of theheat power station the complex physical and chemical pro-


119

сы, вызывающие его деградацию. В металле сварных сое-динений паропроводов такие процессы происходят болееинтенсивно, чем в их основном металле, чему способствуетналичие в соединениях структурной, химической и меха-нической неоднородности.Основными сталями для паропроводов остаются стали15Х1М1Ф и 12Х1МФ, обеспечивающие надежную экс-плуатацию сварных соединений паропроводов примернодо 250 000 ч.В процессе длительной эксплуатации структура металлаосновного, наплавленного и металла участков ЗТВ прев-ращается в отличающиеся ферритно-карбидные смеси.При наработке паропроводов около 200—250 тыс. ч вкристаллах α- фазы имеет место самодиффузия атомовхрома и молибдена из центральных его участков научастки, примыкающие к границам кристалла. Одновре-менно происходит процесс переползания дислокаций.Диффузионное перемещение атомов хрома и молибдена,вызванное наличием градиентов химических потенциалов,приводит к образованию сегрегаций в приграничных учас-тках кристаллов α-фазы. Установили, что при концент-рации хрома в таких участках 4—6 % его диффузионноеперемещение имеет затухающий характер.При уменьшении количества атомов хрома и молибдена вузлах кристалла α-фазы соответственно увеличиваетсяперемещение дислокаций путем скольжения. Образуютсялинии и полосы скольжения как эффект полигонизациикристаллов α-фазы, т. е. их фрагментация. Наличие сег-регаций хрома и молибдена в приграничных участках α-фазы способствуют ускоренному протеканию твердофаз-ных карбидных реакций М3С→ М7С3→М23С6→М6С. Ус-тановили, что скорость приведенных реакций в пригра-ничных участках кристаллов α-фазы примерно в 2,5—3 раза больше, чем по их телу. Карбидные выделения І гр.имеют склонность к коагуляции, в наибольшей степеникоагулирует М23С6. На границе раздела кристаллов и ко-агулирующих выделений происходит разрыв межатомныхсвязей и образование микропор ползучести. В процессеразвития микропоры превращаются в макропоры и микро-трещины, что вызывает межзеренное хрупкое разрушение.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ, ПОВРЕЖДАЕ-МОСТЬ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ УЗЛОВ ПРИ-ВАРКИ КОЛЛЕКТОРА К ПАРОГЕНЕРАТОРУ НААЭС С ВВЭР-1000. А.В. Дуб1, В.А. Дурынин1, А.Н. Ра-зыграев1, Н.П. Разыграев1, Л.М. Лобанов2, О.В. Мах-ненко2 (1НПО ЦНИИТМАШ, Москва, Россия; 2Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона, Киев, Украина). В на-стоящее время одной из основных проблем безопаснойэксплуатации парогенераторов ПГВ-1000 является пов-реждение (коррозионное разрушение) в узле сварного сое-динения №111 коллектора к патрубку Ду1200. Начинаяс 1998 г. на различных АЭС России и Украины быливыявлены несплошности в зоне сварного соединения№ 111.Для обеспечения контроля металла узла соединения кол-лектора с патрубком Ду1200 парогенератора специалистыНПО ЦНИИТМАШ по заданию концерна Росэнергоатомразработали специальную «Методику ультразвуковогоконтроля узла приварки коллектора к парогенераторуВВЭР-1000» МЦУ-11-98п. Со времени разработки и на-чала периодического использования в плановые ремонтыблоков АЭС методики МЦУ-11-98п в 2000 г. на Новово-ронежской, Южно-Украинской, Балаковской, Калинин-ской и Запорожской АЭС при УЗК были выявлены двад-цать одна дефектная зона в пятнадцати парогенераторах.Исследования и анализ параметров УЗК узлов на горячих

cesses occur in their metal resulting in its degradation. Inthe metal of welded joints of steam pipelines such processesoccur more intensively than in their base metal which isfacilitated by the presence of structural, chemical and mec-hanic heterogeneity in the joints.The basic steels for steam pipelines remain the steels15Kh1M1F and 12Kh1MF providing reliable service of wel-ded joints of steam pipelines amounting approximately upto 250 000 h.In the process of long operation the structure of base, depo-sited metal and metal of HAZ areas is transformed into dif-fered ferrite-carbide mixtures. During operation of steampipelines amounting to about 200—250 thousand hours, inthe crystals of α-phase the self-diffusion of atoms of chro-mium and molybdenum from its central areas to the areasadjacent to boundaries of the crystal occurs. Simultaneouslythe process of dislocations displacement occurs. The diffusionmovement of atoms of chromium and molybdenum, causedby the presence of gradients of chemical potentials, leads toformation of segregations in the near-boundary areas of α-phase crystals. It was found that at the 4—6 % concentrationof chromium in these areas, its diffusion movement has at-tenuated nature.At decrease of number of atoms of chromium and molybde-num in the nodes of α-phase crystal the movement of dislo-cations is relatively increased by sliding. The lines and bandsof sliding are formed as the polygonization effect of α-phasecrystals, i.e. their fragmentation. The presence of segregati-ons of chromium and molybdenum in near-boundary areasof α-phase facilitates the accelerated proceeding of solidphase carbide reactions M3C→M7C3→M23C6→M6C. It wasestablished that the rate of given reactions in near-boundaryareas of α-phase crystals is approximately 2.5—3 times higherthan that along their body. Carbide precipitations of the 1stgroup have a tendency towards coagulation, mostly M23C6coagulates. On the boundary of interface of crystals andcoagulated evolutions the rupture of interatomic links andformation of creep micropores occurs. In the process of de-velopment the micropores transform into macropores andmicrocracks, which causes the intergranular brittle fracture.

ULTRASONIC TESTING, DAMAGEABILITY ANDSERVICEABLITY OF ELEMENTS OF COLLECTORWELDING TO STEAM GENERATOR AT NPP WITHWWER-1000. A.V. Dub1, V.A. Durynin1, A.N. Razygra-ev1, N.P. Razygraev1, L.M. Lobanov2, O.V. Makhnenko2

(1SPA TsNIITMASh, Moscow, Russia; 2The E.O. PatonElectric Welding Institute, Kiev, Ukraine). At present oneof the main problems of safe operation of PGV-1000 steamgenerators is damage (corrosion attack) in the element ofwelded joint #111 of collector to branchpipe Du 1200. Be-ginning from 1998, discontinuities in the zone of weldedjoint #111 were found in different NPP of Russia and Uk-raine.To ensure control of metal of the welded element joiningcollector to steam generator branchpipe Du1200, specialistsof SPA TsNIITMASh, by assignment of Rosenergoatom, de-veloped a special «Procedure of ultrasonic testing of weldedelement joining collector to steam generator WWER-1000»MTsU-11-98p. From the time of development and beginningof periodical application of MTsU-11-98 procedure in sche-duled repair of NPP blocks in 2000, twenty one defectivezones were found at UT in fifteen steam generators in No-vovoronezh, South-Ukrainian, Balakov, Kalinin and Zapo-rozje NPPs. Investigations and analysis of parameters of UTof elements in hot and cold steam generators, their compa-rison with the results of virtual, fractographic, metals science


120

и холодных коллекторах, сопоставление их с результата-ми визуальных, фрактографических, металловедческих идругих исследований показали высокую эффективностьручного УЗК по методике МЦУ-11-98п при выявлениитрещиноподобных дефектов в узлах приварки коллекторак парогенератору.Результаты исследований поврежденного металла узловприварки «горячих» коллекторов к патрубкам Ду1200 наАЭС Украины и России позволило выявить следующиеосновные общие признаки характера разрушения:• идентичность мест зарождения и развития поврежде-ний – зона радиусного перехода (R20 мм) и цилиндри-ческой поверхностей «кармана»;• коррозионную природу разрушения (коррозионное рас-трескивание под напряжением), инициирующегося навнутренней поверхности, контактирующей со средой «кар-мана» коллектора;• многоочаговый характер инициирования поврежденийтипа коррозионных трещин, развивающихся к наружнойповерхности «кармана» и в окружном направлении.Для анализа причин возникновения и развития повреж-дений были выполнены расчетные оценки напряженно-де-формированного состояния узла сварного соединения№ 111. Нагруженность рассматриваемого узла определя-лась с учетом рабочих напряжений от давления рабочейсреды первого и второго контура, а также остаточных на-пряжений, связанных с технологией изготовления илипоследующего ремонта. Результаты расчетных оценок по-казали высокий уровень растягивающих напряжений (науровне 150—300 МПа), действующих в зоне сварногосоединения № 111, что способствует развитию несплош-ностей по механизму «коррозия под напряжением». Дляобоснования допустимости эксплуатации парогенераторовс такими повреждениями разработана расчетная методика,позволяющая в условиях нормальной эксплуатации, атакже при гидравлических испытаниях, прогнозироватькинетику роста характерных размеров полуэллиптическойтрещины, имитирующей рассматриваемый дефект.

ВЛИЯНИЕ ДОМИНИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ НАФОРМИРОВАНИЕ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В УС-ЛОВИЯХ ЕДИНИЧНОГО И МЕЛКОСЕРИЙНОГОСВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА. П.В. Занковец1,В.К. Шелег2 (1Ин-т сварки и защитных покрытий НАНБеларуси, Минск, Беларусь; 2Белорус. нац. техн. ун-т,Минск, Беларусь). В настоящее время проблема обеспе-чения качества сварных изделий в соответствии с их на-значением и ответственностью все более сводится к пре-дупреждению, а не обнаружению уже имеющихся дефек-тов. Однако для предупреждения необходимо знать при-чины их образования. Для решения этой проблемы намиразработаны математические модели, алгоритмы и веро-ятностные методы исследования причинно-следственныхсвязей образования дефектности, включающие виды де-фектов, их размерность, количество и структуру, учиты-вающие типоразмеры сварных соединений, способы и ус-ловия сварки, основанные на данных неразрушающих ме-тодов контроля и позволившие установить закономерно-сти формирования сварных соединений в условиях еди-ничного и мелкосерийного сварочного производства. Врезультате выполненных исследований при изготовлениисварных соединений различных типоразмеров ручной ду-говой, механизированной в смесях и аргонодуговой свар-кой установлены структуры дефектности, позволяющие свероятностью соответствия 0,87—0,95 определять причиныих образования. На этой основе определены доминирую-щие производственные факторы, по причинам которых

and other investigations showed a high efficiency of manualUT by MTsU-11-98p procedure at detection of cracklikedefects in welded elements joining the collector to steamgenerator.Results of investigation of damaged metal of welded elementsjoining «hot» collectors to branchpipes Du1200 in Ukrainianand Russian NPP revealed the following common featuresof fracture mode:• identity of the sites of damage initiation and develop-ment – zone of radius transition (R20 mm) and of cylind-rical surface of the «pocket»;• corrosion nature of damage (stress corrosion cracking) ini-tiating on the inner surface contacting the collector «pocket»medium;• multisite nature of initiation of damage of the type ofcorrosion cracks developing on the «pocket» outer surfaceand in the circumferential direction.In order to analyze the causes for damage initiation anddevelopment, calculation-based estimate of stress-strain stateof the element of welded joint #111 was performed. Loadingof the considered element was determined allowing for wor-king stresses induced by pressure of operating medium ofreactor 1st and 2nd circuits, as well as residual stresses relatedto the technology of manufacturing or subsequent repair.Results of calculation-based estimates demonstrated the highlevel of tensile stresses (on the level of 150—300 MPa), actingin the zone of welded joint #111 that promotes developmentof discontinuities by «stress corrosion» mechanism. A calcu-lation-based procedure was developed for substantiation ofadmissibility of operation of steam generators with such da-mage. The procedure allows prediction of the kinetics ofgrowth of the characteristic dimensions of a semi-ellipticalcrack simulating the considered defect, under normal serviceconditions, as well as in hydraulic testing.

INFLUENCE OF DOMINATING FACTORS ON FOR-MATION OF WELDED JOINTS UNDER THE CONDI-TIONS OF SINGLE AND SMALL-SERIES WELDINGMANUFACTURING. P.V. Zankovets1, V.K. Sheleg2 (1In-stitute of Welding and Protective Coatings of NAS of Be-larus; 2Belarus National Technical University, Minsk, Be-larus). At present time the problem of assurance of qualityof welded products corresponding to their purpose and res-ponsibility is still reduced to prevention instead of detectionof already available defects. However, to prevent them it isnecessary to know the causes of their formation. To solvethis problem we have developed mathematical models, algo-rithms and probability methods for investigation of reason-consequence relations of formation of defectiveness, inclu-ding types of defects, their sizes, number and structure, con-sidering the type and sizes of welded joints, methods andconditions of welding, based on given nondestructive testingmethods which allowed establishing the regularities of for-mation of welded joints under the conditions of single andsmall-series welding manufacturing. As a results of carriedout investigations during producing welded joints of diffe-rent types and sizes using manual arc welding, mechanizedargon arc welding and in mixtures, the structures of defec-tiveness were established allowing determination of causesof their formation with the conformity probability of 0.87—0.95. Basing on this the dominating industrial factors weredetermined on the causes of which 90—97 % of the formingdefects of welded joints is generated under the conditions


121

генерируется 90—97 % образующейся дефектности свар-ных соединений в условиях единичного и мелкосерийногосварочного производства. Это подготовка и сборка подсварку, квалификация сварщика, сварочные материалы,сварочное оборудование и процесс сварки. Рассчитаныудельный вес их влияния на формирование сварныхсоединений различных типоразмеров с учетом способов иусловий сварки. Из полученных результатов исследова-ний следует, что дефектность каждой конкретной базовойсовокупности стыков можно рассматривать как многопа-раметровый регулятор управления качеством, а цепочку«фактор—причина—структура дефектов» как управляю-щую по обратной связи.

ИCCЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЖЕСТКОСТИ ИПРОЧНОСТИ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ПРОСЛОЙКИНА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОС-ТОЯНИЕ ПРИ НАГРУЖЕНИИ ОСЕВОЙ НАГРУЗ-КОЙ СВАРНЫХ И ПАЯНЫХ УЗЛОВ. В.В. Квасниц-кий1, И.А. Колесар2, В.Ф. Квасницкий2, Г.В. Ермолаев2,А.В. Лабарткава2 (1НТУУ «Киевский политехническийинститут», Киев, Украина; 2Нац. ун-т кораблестрое-ния, Николаев, Украина). Целью настоящей работы былоустановить закономерности влияния жесткости и прочно-сти промежуточной прослойки на напряженно-деформи-рованное (НД) состояние в зоне стыка при диффузионнойсварке и пайке материалов одинаковой жесткости и проч-ности. Знание закономерностей НД состояния позволяетуправлять процессом пластического деформирования в зо-не стыка и способствовать повышению качества соедине-ния металлокерамических, металлографитовых и другихподобных узлов.Исследования НД состояния выполнялись методом ком-пьютерного моделирования в упругой стадии (влияниежесткости) и с учетом пластических деформаций (влияниепрочности) при нагружении сжатием цилиндрическихузлов усилием 40 МПа после образования соединения.Исследованы 2 материала прослойки. Прослойки отнеслик «мягким», имеющим невысокую жесткость (про-чность) –меньше, чем у соединяемых материалов, и к«жестким», имеющим высокую жесткость (прочность) –выше, чем у соединяемых материалов.Сравнивались результаты подобных узлов при упругом ипластическом деформировании. На основании исследо-вания установлено, что:• при нагружении осевой нагрузкой мягкие прослойки до-гружают основной металл, т. е., проявляется эффект егоразупрочнения, что должно способствовать развитию пла-стических деформаций в зоне стыка именно основного ма-териала, и разгружают металл прослойки (эффект упроч-нения);• применение жестких прослоек догружает как основнойметалл, так и материал прослойки, т. е. наблюдается эф-фект разупрочнения как менее жесткого (прочного) соеди-няемого материала, так и более жесткого (прочного) ма-териала прослойки.Активация процесса образования соединения за счет пла-стических деформаций в самой прослойке возможна толь-ко в случае малой прочности ее материала.

ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРОКОВКИ ВПРОМЫШЛЕННОСТИ. Я. Клейман, Ю. Кудрявцев(Технологии структурной целостности, Маркхам, Он-тарио, Канада). Ультразвуковая проковка (УП) – одиниз наиболее эффективных процессов для повышения сро-ка усталости сварных элементов и конструкций. Этот про-цесс также известен как ультразвуковая ударная обработ-

of single and small-series welding manufacturing. They in-clude preparation and assembly for welding, skills of welder,welding consumables, welding equipment and welding pro-cess. The degree of their influence on formation of weldedjoints of different types and sizes considering the methodsand conditions of welding was calculated. It follows fromthe obtained results that defectiveness of each specific basictotality of butts can be considered as a multi-parameter re-gulator of quality control, and the chain «factor-cause-struc-ture of defects» can be considered as that controlling by thefeedback.

INVESTIGATION OF INFLUENCE OF RIGIDITY ANDSTRENGTH OF INTERLAYER ON STRESS-STRAINSTATE AT LOADING OF WELDED AND BRAZEDCOMPONENTS BY AXIAL LOAD. V.V. Kvasnitsky1,I.A. Kolesar2, V.F. Kvasnitsky2, G.V. Ermolaev2, A.V.Labartkava2 (1NTUU «Kiev Polytechnic Institute», Kiev,Ukraine; 2Admiral Makarov National University of Ship-building, Nikolaev, Ukraine). The aim of this work was toestablish the regularities of influence of rigidity and strengthof interlayer on stress-strain (SS) state in the butt area atdiffusion welding and brazing of materials of the same rigi-dity and strength. The knowledge in regularities of SS stateallow controlling the process of plastic deformation in thebutt zone and promote the increase in quality of joint ofmetal ceramics, metal graphite and other similar components.The investigations of SS state were performed using methodof computer modeling at elastic stage (rigidity effect) andwith account for plastic deformations (strength effect) atcompression loading of cylindrical components by force of40 MPa after formation of the joint. Two materials of in-terlayer were investigated. The interlayers were related to«soft» ones having not high rigidity (strength), being lowerthan that of joining materials and to «rigid» ones, havinghigh rigidity (strength), being higher than that of joiningmaterials.The results of similar components at elastic and plastic de-formation were compared. Basing on the investigation it wasfound that:• at loading by axial load the soft interlayers load up thebase metal, i.e. the effect of its weakening is manifestedwhich should facilitate the development of plastic deforma-tions in the butt zone of base metal, and unload the interlayermetal (strengthening effect);• application of rigid interlayers load up both the base metal,as well as interlayer material, i.e. the weakening effect isobserved both of less rigid (strong) joining material, as wellas of more rigid (strong) interlayer material.The activation of process of joint formation due to the plasticdeformations in the interlayer itself is possible only in caseof a low strength of its material.

APPLICATION OF ULTRASONIC PEENING IN IN-DUSTRY. J. Kleiman, Y. Kudryavtsev (Structural Integ-rity Technologies Inc., Markham, Ontario, Canada). Theultrasonic peening (UP) is one of the promising processesfor fatigue life improvement of welded elements and struc-tures. This process is also known as ultrasonic impact treat-ment (UIT). The beneficial effect of UIT/UP is achieved


122

ка (УДО). Полезный эффект УДО/УП достигается глав-ным образом за счет снятия вредных остаточных напря-жений растяжения и внедрения остаточных напряженийсжатия в поверхностные слои материала, снижая концен-трацию напряжения в oбластях наружной поверхностишва и повышая механические свойства поверхностныхслоев материала.Технология УП основана на совместном эффекте высоко-частотных ударов специальных ударников и ультразвуко-вых колебаний в обрабатываемом материале. Контрольусталости сварных образцов показал, что УП являетсянаиболее эффективной обработкой по сравнению с тради-ционными технологиями, такими как шлифовка, ТИГ-за-чистка, термообработка, молоточная проковка и примене-ние электродов LTT.Описаны результаты успешного применения технологииУП, включая мосты, горное оборудование, тяжелое ма-шиностроение, автомобильная промышленность и т.д.Также продемонстрировано, что УП в настоящее времяявляется наиболее эффективной и экономичной техноло-гией повышения усталостной прочности сварных элемен-тов из материалов разной прочности.

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СВАРНЫХ СО-ЕДИНЕНИЙ ТОНКОЛИСТОВЫХ АЛЮМИНИЕВЫХСПЛАВОВ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ МЕХАНИЧЕС-КИМ ПРОКОВЫВАНИЕМ. И.Н. Клочков, И.В. Бере-зин, О.В. Березин (Ин-т электросварки им. Е.О. Пато-на НАН Украины, Киев, Украина). В настоящее времяпри изготовлении тонколистовых алюминиевых конструк-ций транспортного назначения широко применяют легкиесплавы на основе алюминия. В значительной степени этостало возможно благодаря разработке новых высокопро-дуктивных сварочных технологий. Однако их применениепри изготовлении конструкций, работающих в условияхпеременного нагружения, не обеспечивает показателей со-противления усталости, близких к основному металлу.Поэтому для повышения сопротивления усталости свар-ных соединений алюминиевых сплавов применяются раз-личные послесварочные обработки. К одной из них отно-сится высокочастотная механическая проковка (ВМП).По сравнению с общепринятой трудоёмкой операцией сня-тия усиления шва ВМП является более экономичной ивысокопродуктивной.Целью исследований было экспериментальное установле-ние параметров упрочнения технологией ВМП тонколис-товых сварных соединений алюминиевых сплавов АМг6,6061-Т6 и Д16Т толщиной 2 мм, выполненных сваркойплавящимся электродом в среде инертных газов и иссле-дование закономерностей повышения сопротивления уста-лости упрочнённых соединений.Поскольку усталостные трещины в сварных соединенияхзарождаются в зонах перехода шва к основному металлу,подвергать ВМП целесообразно только эти области. Ос-новными факторами повышения долговечности при ВМПявляются увеличение радиуса сопряжения шва с основнымметаллом, перераспределение остаточных послесвароч-ных напряжений и деформационное упрочнение металлав зоне обработки. В результате обработки на поверхностисоединения образуется характерная канавка, геометричес-кие параметры которой зависят от применяемых сменныхбойков для ВМП.Установлено, что упрочнение технологией ВМП исследу-емых стыковых соединений повышает отношения их огра-ниченных пределов выносливости, отвечающих базе 2⋅106

циклов для отнулевой асимметрии цикла напряжений ксоответствующим пределам выносливости основного ме-

mainly by relieving of harmful tensile residual stresses andintroducing of compressive residual stresses into surface lay-ers of a material, decreasing of stress concentration in weldtoe zones and enhancement of mechanical properties of thesurface layers of the material.The UP technique is based on the combined effect of highfrequency impacts of special strikers and ultrasonic oscilla-tions in treated material. Fatigue testing of welded specimensshowed that UP is the most efficient improvement treatmentas compared with traditional techniques such as grinding,TIG-dressing, heat treatment, hammer peening and applica-tion of LTT electrodes.The results of successful application of UP technology invarious industrial applications including bridges, miningequipment, heavy machinery, automotive industry, etc. willbe described. It will be demonstrated that UP is presentlythe most effective and economic technique for increasing offatigue strength of welded elements in materials of differentstrength.

INCREASE OF LIFE OF WELDED JOINTS OF THIN-SHEET ALUMINIUM ALLOYS USING HIGH-FREQU-ENCY MECHANICAL PEENING. I.N. Klochkov, I.V.Berezin, O.V. Berezin (The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine). Nowadays in manufac-ture of thin-sheet aluminium structures of transport purposethe light alloys based on aluminium are widely applied. Itbecame possible to a large degree due to development of newhigh-efficient welding technologies. However, their appli-cation during manufacture of structures operating under theconditions of alternating loading do not provide values offatigue resistance close to the base metal. Therefore, to in-crease the fatigue resistance of welded joints of aluminiumalloys, different postweld treatments are applied. One ofthem includes high-frequency mechanical peening (HMP).As compared to the generally accepted labor-consuming ope-ration of removal of weld reinforcement the HMP is moreeconomic and high-efficient.The aim of investigations was the experimental establishmentof parameters of strengthening by HMP technology of thin-sheet welded joints of aluminium alloys AMg6, 6061-T6 andD16T of 2 mm thickness, produced using consumable elec-trode welding in inert gases, and the investigation of regu-larities of improvement of fatigue resistance of strengthenedjoints. As far as fatigue cracks in welded joints are initiated in zonesof weld transition to the base metal, it is rational to subjectonly these areas to HMP. The main factors of improvementof long life at HMP is the increase of radius of weld matchingwith base metal, redistribution of residual postweld stressesand deformational strengthening of metal in the treatmentzone. As a result of treatment, at the joint surface the typicalgroove is formed the geometric parameters of which dependon applied changeable strikers for HMP.It was found that strengthening of investigated butt jointsusing HMP technology increases the relations of their rest-ricted limits of tolerance corresponding to the base 2⋅106

cycles for zero asymmetry of stress cycle to correspondingfatigue limits of base metal for 6061-T6 alloy by 37 %, AMg6alloy – by 25 % and D16T alloy – by 21 %. It was shownthat with increase of coefficient of asymmetry of the stresscycle the efficiency of HMP application is decreased.


123

талла для сплава 6061-Т6 на 37 %, сплава АМг6 – на25 % и сплава Д16Т на 21 %. Показано, что с увеличениемкоэффициента асимметрии цикла напряжений эффектив-ность применения ВМП снижается.

ПОВЫШЕНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИСВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХМЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙМЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОКОВКОЙ. В.В. Кныш, С.А.Соловей, А.З. Кузьменко (Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина). Для повышениясопротивления усталости сварных соединений ответствен-ных металлоконструкций применяются различные послес-варочные обработки. Систематические исследования, про-водимые в Институте электросварки им. Е.О. Патона по-казали, что высокочастотная механическая проковка(ВМП), основанная на использовании мощного ультраз-вука, на современном этапе развития ресурсосберегающихтехнологий является наиболее эффективным способом уп-рочнения сварных конструкций, работающих в условияхпеременного нагружения. Эффективность примененияданного способа обработки сварных соединений на стадииизготовления конструкций достаточно хорошо изучена,результаты исследований широко представлены в литера-туре. Цель настоящей работы – установить влияние на-работки (длительности циклического нагружения) на эф-фективность упрочнения тавровых сварных соединенийтехнологией ВМП. Экспериментальные исследованияпроводили на образцах тавровых соединений низколе-гированных сталей 09Г2С и 10ХСНД при одноосном пере-менном растяжении с отнулевой асимметрией цикла. Всеобразцы испытывались до полного разрушения. На основеполученных результатов усталостных испытаний установ-лено, что:• эффективность упрочнения технологией ВМП сварныхсоединений с накопленными усталостными повреждения-ми зависит от уровня и длительности воздействия прило-женного нагружения; • остаточная долговечность высоконагруженных тавровыхсварных соединений после упрочнения ВМП при 70 %накопленной поврежденности не уступает долговечностисоединений, упрочненных в состоянии после сварки.Уменьшение длительности наработки таких соединений с70 до 10 % их долговечности повышает эффективностьупрочнения соединений до 3,5 раза в сравнении с упроч-нением в исходном состоянии.

ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ СМЕННОГО ОБОРУ-ДОВАНИЯ И СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ МАРТЕ-НОВСКОГО ЦЕХА. Е.В. Коломийцев (ПАО «ММКим. Ильича», Мариуполь, Украина). Для повышениястойкости шлаковых чаш мартеновского цеха, которыеэксплуатируются в жестких условиях, было предложеноусиление верхнего торца чаши в виде круга диаметром70 мм из стали 45, приваренного к верхнему торцу чашичерез промежуточную пластину из хорошо свариваемойстали (Пат. Украины № 36657). После первого года эк-сплуатации усиленных чаш мартеновского цеха ММКим. Ильича по данному патенту был получен годовой эко-номический эффект в размере 90 тыс. грн., за второйгод – 680 тыс. грн., за третий – 900 тыс. грн. Стойкостьчаш увеличилась почти в три раза, с 8 до 22 мес.Рамы завалочных окон мартеновских печей также доста-точно быстро выходят из строя, главным образом из-занарушения герметичности в местах приварки анкеров кпередней и задней стенкам рамы. Для решения этой проб-лемы было предложено заменить сверление отверстий и

INCREASE OF CYCLIC LIFE OF WELDED JOINTS OFIN-SERVICE METAL STRUCTURES USING HIGH-FREQUENCY MECHANICAL PEENING. V.V. Knysh,S.A. Solovey, A.Z. Kuzmenko (The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). To improve thefatigue resistance of welded joints of the critical metal struc-tures, different postweld treatments are applied. The syste-matic investigations, carried out at the E.O. Paton ElectricWelding Institute showed that high-frequency mechanicalpeening (HMP) based on application of powerful ultrasoundat the modern stage of development of resource saving tec-hnologies is the most efficient method of strengthening thewelded structures operating under conditions of alternatingloading. The efficiency of application of given method oftreatment of welded joints at the stage of manufacture ofstructures was sufficiently well studied, the results of inves-tigations are widely presented in literature. The aim of thepresent work is to establish the effect of operation time(duration of cyclic loading) on the efficiency of strengthe-ning of T-welded joints using HMP technology. The expe-rimental investigations were carried out on the specimens ofT-joints of low-alloyed steels 09G2S and 10KhSND atuniaxial alternate tension with zero cycle asymmetry. Allthe specimens were tested until the complete fracture. Basingon the obtained results of fatigue tests it was found that:• efficiency of strengthening of welded joints with accumu-lated fatigue damages using HMP technology depends onthe level and duration of effect of applied loading;• residual life of high-loaded T-welded joints after strengt-hening using HMP at 70 % accumulated damages is notinferior to life of joints, strengthened in the as-welded state.The decrease in duration of operation of these joints from70 to 10 % of their life improves the efficiency of strengthe-ning of joints up to 3.5 times as compared with strengtheningin initial state.

IMPROVEMENT OF SERVICE LIFE OF CHANGEAB-LE EQUIPMENT AND WELDED STRUCTURES OFOPEN-HEARTH SHOP. E.V. Kolomiytsev (PJSC «IlyichIron and Steel Works», Mariupol, Ukraine). To improvethe resistance of slag cups of open-hearth shop, which areoperating under the severe conditions, the strengthening ofupper edge of the cup in the form of a circle of 70 mmdiameter of steel 45, welded-on to the cup upper end throughthe intermediate plate of a good-weldable steel was offered(Pat.of Ukraine No 36657). After the first year of operationof strengthened cups of the open-hearth shop of Ilyich Ironand Steel Works, by the given patent, the annual economiceffect in the sum of 90 thousand UAH, per the second year –680 thousand UAH, per the third year – 900 thousand UAHwas achieved. The service life of cups was almost three timesincreased, from 8 up to 22 months.The frames of loading windows of open-hearth furnaces comeout of order also very often, mainly due to violation oftightness in the places of welding-on of anchors to the frontand rear walls of the frame. To solve this problem, it was


124

установку анкеров из круга 36 мм на выполнение прорезейв передней стенке рамы и установку ребер, привариваемыхк задней стенке и обвариваемых в прорезях. Получен па-тент Украины № 31797 «Рама завалочного окна нагрева-тельного агрегата». Экономия за три года использованияпатента составила 450 тыс. грн. Эффект мог быть в двараза больше, если бы вода, подаваемая для охлаждениярам и других элементов мартеновских печей, проходиланеобходимую очистку.Патент № 58189 «Пятовая балка печного агрегата» внед-рен 12 марта 2012 г., 6 шт. балок поставлены на печь № 5.Ожидаемый годовой эффект оценивается в 250—300 тыс. грн.

УСТАЛОСТНАЯ И КОРРОЗИОННО-УСТАЛОСТ-НАЯ ПРОЧНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СВАРНЫХСОЕДИНЕНИЙ СТАЛИ 12Х18Н10Т. Е.В. Коломийцев(ПАО «ММК им. Ильича», Мариуполь, Украина). Нер-жавеющая сталь аустенитного класса марки 12Х18Н10Тшироко используется при изготовлении различных свар-ных конструкций, которые в процессе эксплуатации под-вергаются воздействию переменных нагрузок. К ним, вчастности, относятся крыльевые устройства судов на под-водных крыльях.В данной работе представлены результаты усталостныхиспытаний тавровых соединений стали 12Х18Н10Т на воз-духе и в морской воде как в исходном состоянии послесварки, так и после упрочняющей обработки с примене-нием шарико-стержневого упрочнителя (ШСУ).Из листового проката толщиной 12 мм (тавровое соеди-нение) были изготовлены образцы шириной 100 мм, ими-тирующие работу балки-полоски судового корпуса. Свар-ка выполнялась аргоно-дуговым способом с применениемпроволоки Cв-04Х19Н11М3, а также ручным способомэлектродами марки ЭА-400/10У. Испытания проводилина установках резонансного типа при консольном изгибеобразов по симметричному циклу. Частота нагружениясоставляла 35—45 Гц. Тавровые соединения, выполненныеручной сваркой, испытывали только на воздухе, а выпол-ненные аргоно-дуговой – на воздухе и в синтетическойморской воде.Результаты испытаний показали следующее.Предел выносливости на воздухе образцов, выполненныхручной сваркой, в результате упрочнения возрос с 90 до140 МПа, т. е. в 1,5 раза, долговечность увеличилась в14—20 раз.Предел выносливости образцов, выполненных аргоно-ду-говой сваркой, при испытаниях на воздухе увеличился со120 до 150 МПа после упрочнения, т. е. в 1,25 раза, адолговечность – в 4—8 раз.В коррозионной среде предел выносливости увеличился:• на базе 10 млн циклов со 100 до 127 МПа – в 1,3 раза,долговечность – в 4—12 раз;• на базе 100 млн циклов с 85 до 110 МПа – в 1,3 раза,долговечность – в 14—25 раз.

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И УСТАЛОСТ-НОЙ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО-ВЕРХНОСТНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ.Е.В. Коломийцев1, А.Н. Серенко2 (1ПАО «ММК им. Ильи-ча», Мариуполь, Украина; 2Приазов. гос. техн. ун-т,Мариуполь, Украина). Анализ отказов в работе сварныхконструкций, работающих при циклических нагрузках,показывает, что одной из причин этого является образо-вание и развитие усталостных трещин. Считается, что ус-талостные трещины зарождаются, главным образом, в мес-

offered to change the hole drilling and installing of anchorsof 36 mm circle by making slots in the front wall of a frameand installing of ribs, welded-on to the rear wall and weldedaround in slots. The patent of Ukraine No 31797 «Frame ofloading window of heating device» was received. The savingwithin three years of use of the patent amounted to 450thousand UAH. The effect could be twice better if the water,supplied for cooling of frames and other elements of open-hearth furnaces, passed the necessary purification.The Patent No 58189 «Skew-back channel of furnace unit»was implemented on March 12, 2012, 6 pieces of beams weredelivered to the furnace No 5. The expected annual effect isevaluated in 250—300 thousand UAH.

FATIGUE AND CORROSION-FATIGUE STRENGTHAND LIFE OF WELDED JOINTS OF STEEL12Kh18N10T. E.V. Kolomiytsev (PJSC «Ilyich Iron andSteel Works», Mariupol, Ukraine). The stainless steel ofaustenite class of 12Kh18N10T grade is widely used in ma-nufacture of different welded structures, which during ser-vice are subjected to the effect of alternate loads. In parti-cular, hydrofoil systems of ships refer to them. In this workthe results of fatigue tests of T-joints of steel 12Kh18N10Tin air and sea water both in initial state after welding aswell as after strengthening treatment applying ball-rod stren-gthener (BRS) are given.From rolled plates of 12 mm thickness (T-joint) the speci-mens were cut out of 100 mm width, imitating the work ofbeams-plates of a ship hull. The welding was performed byargon-arc method applying the wire Sv-04Kh19N11M3 andalso manual method using electrodes EA-400/10U. The testswere carried out in the installations of resonance type atconsole bending of specimens following the symmetric cycle.The frequency of loading was 35—45 Hz. The T-joints pro-duced by manual welding were tested only in air, and thoseperformed using argon-arc welding – in air and in syntheticsea water. The test results were the following.The fatigue strength of specimens in air produced by manualwelding increased as a result of strengthening from 90 to140 MPa, i.e. by 1.5 times and fatigue life increased by14—20 times.The fatigue strength of specimens performed by argon-arcwelding increased from 120 to 150 MPa, i.e. by 1.25 timesduring tests in air after strengthening, and fatigue life –by 4—8 times.In corrosion medium the fatigue strength increased:• on the base of 10 mln. cycles from 100 up to 127 MPa –by 1.3 times, fatigue life – by 4—12 times;• on the base of 100 mln. cycles from 85 up to 110 MPa –by 1.3 times, fatigue life – by 14—25 times.

INCREASE OF LIFE AND FATIGUE STRENGTH OFWELDED STRUCTURES BY SURFACE PLASTIC TRE-ATMENT. E.V. Kolomiytsev1, A.N. Serenko2 (1PJSC «Ily-ich Iron and Steel Works», Mariupol, Ukraine; 2PreazovskyState Technical University, Mariupol, Ukraine). The ana-lysis of failures in operation of welded structures at cyclicloadings shows that one of the reasons is formation anddevelopment of fatigue cracks. It is considered that fatiguecracks are initiated mainly in the places of location of defectsof technological and design nature. The increase of fatigue


125

тах расположения дефектов технологического и конст-руктивного характера.Повышение долговечности сварных соединений при пере-менных нагрузках можно осуществлять разными мето-дами: до сварки, путем подбора рациональных сварочныхматериалов, режимов сварки и др.; при сварке, путем ре-гулирования термодеформационного цикла сварки и ус-ловий кристаллизации; после сварки, за счет улучшенияповерхностных свойств металла и наведения сжимающихнапряжений в нем механической, термической, ультраз-вуковой и другими видами обработок.Поверхностная пластическая обработка является однимиз самых распространенных методов повышения цикли-ческой прочности сварных конструкций.Авторами разработан эффективный способ поверхностнойпластической обработки шарико-стержневым упрочните-лем, имеющий ряд достоинств по сравнению с другимитипами упрочнителей.Промышленное применение технологии шарико-стержне-вого упрочнения было выполнено на ряде сварных конст-рукций ПАО «ММК им. Ильича» и показало, что их дол-говечность достигает многократного увеличения.

ВІБРООБРОБКА ЯК РЕЗЕРВ ПІДВИЩЕННЯ ЯКО-СТІ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЙ. О.В. Колот1, С.О. Тка-ченко2, О.М. Ткаченко2 (1ЗАТ «МІНЕТЕК», Крама-торськ, Україна; 2ПАТ «Луганськтепловоз», Луганськ,Україна). Вітчизняна і закордонна практика використан-ня в промисловості технології вібраційної технології«зняття» залишкових напружень має піввіковий досвідрозвитку. На практиці застосування цієї технології стри-мується через недостатню інформованість, відсутність на-дійного і достовірного контролю. Дослідженнями, прове-деними в ПАТ «Луганськтепловоз», показано, що віброоб-робка може бути надійним і ефективним засобом підви-щення якості зварювальних конструкцій. А при застосу-ванні раціональних режимів з використанням комп’ютер-ної діагностики існує можливість зробити цей процес кон-трольованим і розширити можливості процесу на такі об-ласті, як підвищення міцності конструкції.Метою досліджень було встановлення доцільності замінитермічного «зняття» після зварювальних залишкових на-пружень в боковинах візків локомотива 2ТЭ116 на вібро-деформаційне старіння за технологією ЗАТ «МІНЕТЕК».Дослідження виконувалось в два етапи. На першому віб-рообробці підлягали 10 боковин. На другому проводилисьдодаткові випробування на двох боковинах. Три боковинивсієї партії підлягали термообробці. Випробування нациклічну втомленість боковин проводили на спеціальномустенді по методиці 2ТЭ116 У М-26. На стенді статичненавантаження величиною 10,48 тс здійснювалось стискан-ням пружин, а динамічне (циклічне) – за допомогоювібратора направленої дії, зусилля якого залежить від час-тоти обертання вала. По показникам тензорезісторів ви-бирався режим динамічного навантаження. При досягнен-ні бази 10 циклів навантаження без руйнування (появитріщин) навантаження підвищували на 10—15 % принезмінному статистичному навантаженні і так до появитріщини в боковині. В боковинах з такими дефектами, якнепровари, ливарні раковини в кронштейнах і т.і. тріщиниз’являлись в місцях розташування дефектів. Ці боковинивитримали на порядок менше циклів навантаження. Бо-ковини без дефектів, після вібродеформаційного старіннямають при рівних умовах в порівнянні з термооброблени-ми (нагрів до 650 °С) на 25—35 % більшу межу втоми.

life of welded joints at alternate loadings can be realizedusing different methods: before welding, by selecting therational welding consumables, welding modes and other; inwelding, by controlling the thermal deformational cycle ofwelding and conditions of crystallization; after welding, byimprovement of surface properties of metal and inducing thecompressive stresses in it using mechanical, thermal, ultra-sonic and other types of treatment.Surface plastic treatment is one of the most widespread met-hods of improvement of cyclic strength of welded structures.The authors have developed the efficient method of surfaceplastic treatment using a ball-rod strengthener, having anumber of advantages as compared to other types of stren-gtheners.The industrial application of technology of the ball-rod stren-gthening was made on a number of welded structures ofPJSC «Iljich» and showed that their fatigue life reaches themultiple increase.

VIBRO-TREATMENT AS A RESERVE OF QUALITYIMPROVEMENT OF METAL STRUCTURES. O.V.Kolot1, S.O. Tkachenko2, O.M. Tkachenko2 (1CJSC «MI-NETEK», Kramatorsk, Ukraine; 2PJSC «Luganskteplo-voz», Lugansk, Ukraine). Domestic and foreign experienceof application of vibration technology of «relieving» of re-sidual stresses in industry has a half-century history of de-velopment. At practice the application of this technology isrestricted through insufficient information, absence of reli-able and adequate control. Through investigations carriedout in PJSC «Luganskteplovoz» it was shown that vibro-treatment can be a reliable and efficient method of impro-vement of quality of welded structures. And when applyingthe rational modes using computer diagnostics there is apossibility to make this process controllable and widen thepossibilities of the process for such fields as the improvementof structure strength.The aim of investigation was establishment of rationality ofreplacement of thermal «relieving» postweld residual stressesin the side members of carriages of the locomotive 2TE116by vibro-deformational ageing using the technology of CJSC«MINETEK». The investigation was carried out at two sta-ges. At the first stage 10 side members were subjected tovibro-treatment. At the second stage the additional tests ontwo side members were carried out. Three side members ofthe whole batch were subjected to heat treatment. The testson cyclic fatigue of side members were carried out on a specialstand according to the procedure 2TE116 U M-26. At thestand the static loading of the value of 10.48 tf was generatedby compression of springs, and dynamic (cyclic) loading –using vibrator of directed action, the forces of which dependon the frequency of shaft rotation. From the values of ten-soresistors the mode of dynamic loading was selected. Reac-hing the base of 10 cycles of loading without fracture (cracksinitiation), the loading was increased by 10—15 % at constantstatistic loading and so until initiation of crack in the sidemember. In the side members with such defects as lacks ofpenetration, foundry cavities in brackets, etc. the cracksinitiated in places of defects location. These side memberswithstood by one order less cycles of loading. Side memberswithout defects have by 25—35 % higher fatigue strengthafter vibro-deformational ageing at equal conditions as com-pared to the heat treated ones (heating up to 650 °C).


126

ЦЕЛЬНОСВАРНЫЕ КОЛЕСА АГЛОМЕРАЦИОН-НЫХ НАГНЕТАТЕЛЕЙ Н7500, Н6500. Д.Ю. Кузьмен-ко1, В.Г. Просницкий1, О.В. Махненко2, Ю.В. Демченко2

(1ООО «Стил Ворк», Кривой Рог, Украина; 2Ин-т элек-тросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Ук-раина). Нагнетатели Н7500 и Н6500 являются наиболеераспространенными дутьевыми машинами в черной метал-лургии. Они обеспечивают технологические процессы спе-кания агломерата, окатышей, мартеновское и конвертор-ное производства. Применение в различных отраслях чер-ной металлургии обусловили большой парк этих машини высокую потребность в них. Как правило, они изго-тавливаются с цельноклепаным рабочим колесом из стали30ХГСА, ремонт которого допускается не более пяти раз.Мировые тенденции в течение последних десятилетий длядвух поточных тягодутьевых машин, работающих в запы-ленных потоках, направлены на разработку цельносвар-ных конструкций с зубчатым центральным диском и цель-ными рабочими лопатками. В такой конструкции появля-ется возможность защиты поверхности лопатки от изна-шивания сменными футеровками, что делает машину ре-монтопригодной и долговечной, так как основная конст-рукция защищена от износа. Специалистами ООО «СтилВорк» совместно с ИЭС им. Е.О. Патона разработана кон-струкция цельносварного рабочего колеса в двух вариан-тах с 14 и 12 рабочими лопатками. Основные отличитель-ные элементы (размеры отнесены к внешнему диаметрумашины): угол входа β1 = 39°45′, угол выхода β2 = 50°50′,угол наклона покрывающего диска γ = 11°, диаметр входаD1 = 0,527; ширина лопатки на входе b1 = 0,0125, шириналопатки на выходе b2 = 0,083. Для колес предусмотренаспециализированная система защиты от износа лопаток,центрального и покрывного диска с использованием смен-ных защитных накладок из биметаллического листа. Сучетом особенностей конструкции и нагружения колес вы-полнен расчет прочности. На этой основе осуществленвыбор конструкционных материалов из ряда высокопро-чных хорошосвариваемых микролегированных термоуп-рочненных сталей с пределом текучести ≥560 МПа и раз-работана технология их сварки. По нашей оценке приме-нение тягодутьевых машин с цельносварными колесамипозволит увеличить в 2—3 раза межремонтный период исущественно повысить долговечность основной конст-рукции.

ОЦІНКА НАПРУЖЕНОГО СТАНУ ТА ЕКСПЛУАТА-ЦІЙНОГО РЕСУРСУ ЕЛЕМЕНТІВ ЕНЕРГОБЛОКІВПОТУЖНІСТЮ 200 МВт. Р.М. Кушнір, Б.Д. Дробенко(Ін-т прикладних проблем механіки і математикиім. Я.С. Підстригача НАН України, Львів, Україна).На теплових електростанціях України експлуатується по-над 40 енергоблоків потужністю 200 МВт. Практично всівони оснащені котлоагрегатами барабанного типу. Відпо-відно до інструкції по порядку продовження термінівексплуатації барабанів котлів високого тиску, виготов-лених зі сталі 16ГНМ (16 ГНМА), призначено парковийресурс 250 000 (300 000) год. Переважна більшість котло-агрегатів на сьогодні підійшла до цієї межі, а третя частинаперевершила її. Тому надзвичайно важливо визначити їхпридатність до подальшого використання понад гаранто-ваний на момент запуску термін і оцінити їх залишковийресурс. Актуальною також є розробка відповідних реко-мендацій щодо проведення ремонтних робіт в елементахенергообладнання з метою продовження їх експлуатаціїна прогнозований період. Сформульовані проблеми мо-жуть бути вирішені з використанням сучасних засобів ма-тематичного моделювання на основі загальних систем рів-

ALL-WELDED WHEELS OF AGGLOMERATION BLO-WERS N7500, N6500. D.Yu. Kuzmenko1, V.G. Prosnits-ky1, O.V. Makhnenko2, Yu.V. Demchenko2 (1«Steel WorkLtd.», Krivoy Rog, Ukraine; 2The E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). The blowers N7500and N6500 are the most widespread blowing machines inferrous metallurgy. They provide technological processes ofsintering of agglomerate, pellets, open-hearth and converterproduction. The application in different fields of ferrousmetallurgy predetermined a big park of these machines andhigh need in them. As a rule they are manufactured withall-riveted working wheel of steel 30KhGSA, the repair ofwhich is admitted for not more than five times.The world tendencies over the last decades for two flow-linetraction-blowing machines, operating in dusty flows, aredirected to the development of all-welded structures with agear central disc and integral operating blades. Such designgives possibility to protect the blade surface wear using rep-laceable linings, which makes the machine to be repairableand serviceable for a long time as the main structure is pro-tected from wear. The specialists of «Steel Work Ltd.» to-gether with the E.O. Paton Electric Welding Institute de-veloped the design of all-welded operating wheel in twovariants with 14 and 12 operating blades. The main distin-ctive elements (the sizes are related to outer diameter of themachine): the angle of inlet is β1 = 39°45′, the angle of outletis β2 = 50°50′, the inclination angle of covering disc is γ == 11°, the inlet diameter is D1 = 0.527; blade width at inletb1 = 0.0125, blade width at outlet b2 = 0.083. The specializedsystem of protection from wear for blades, central and co-vering disc using replaceable protecting cover plates of bi-metallic sheet is provided for the wheels. With account forpeculiarities of design and loading of wheels the calculationof strength was performed. Basing on this, the selection ofstructural materials among the number of high-strengthgood-weldable micro-alloyed heat-hardened steels with yieldstrength of ≥560 MPa was made and technology of theirwelding was developed. According to our evaluation theapplication of traction-blowing machines with all-weldedwheels will allow the 2—3 times increasing of period betweenrepairs and significantly increasing the life of main structure.

ASSESSMENT OF STRESSED STATE AND SERVICELIFE OF ELEMENTS OF POWER UNITS OF 200 MW.R.M. Kushnir, B.D. Drobenko (Ya.S. Podstryhach Insti-tute for Applied Problems of Mechanics and Mathematicsof NASU, Lvov, Ukraine). At heat electric stations of Uk-raine more than 40 power units of 200 MW are under service.Almost of all of them are equipped with drum-type boilerunits. In accordance with the instruction on terms of serviceof high-pressure boiler drums, manufactured of steel 16GNM(16 GNMA), the park service life is 250 000 (300 000)hours. At the present time most of boiler units reached thislimit and one third of them exceeded it. Therefore, it isimportant to define their capability for further applicationover the term guaranteed at the moment of putting intooperation and to evaluate their residual life. Working outof appropriate recommendations for making repair works inelements of power equipment is also urgent to continue theiroperation for the predicted period. The formulated problemscan be solved by using the advanced methods of mathematicalmodeling on the base of general systems of equations ofthermomechanics applying existing numerical methods oftheir solution.


127

нянь термомеханіки з використанням сучасних числовихметодик їх розв’язування.Подано результати досліджень напружено-деформовано-го стану конструктивних елементів (барабана, штуцерів,паропроводів, колекторів) котлоагрегату енергоблоку№ 5 Бурштинської ТЕС потужністю 200 МВт.Сформульовано чисельно об,,рунтовані пропозиції поздійсненню ремонтних робіт, що мінімізують рівень пі-сляремонтного підвищення напружень.Отримано оцінку залишкового ресурсу барабана шляхомвизначення його стану за рівнем накопиченої пошкоджу-ваності металу, розрахунок якої є базою для визначеннядодаткового ресурсу, можливостей та умов подальшої йогоексплуатації.Отримані теоретичні результати оцінки накопиченої пош-коджуваності дають наукове об,,рунтування подовженняна прогнозований термін тривалості експлуатації барабанакотла, який вже вичерпав свій паспортний ресурс.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ВСВАРНЫХ ТАВРОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ИЗ ТИТА-НОВОГО СПЛАВА ВТ-20 С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТО-ДА ЭЛЕКТРОННОЙ СПЕКЛ-ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ.Л.М. Лобанов, В.А. Пивторак, В.В. Савицкий, Г.И. Тка-чук, В.В. Лысак (Ин-т электросварки им. Е.О. ПатонаНАН Украины, Киев, Украина). Одним из важных фак-торов, определяющих прочность, надежность и долговеч-ность элементов конструкций при их изготовлении явля-ется возникновение в них остаточных напряжений.При выборе технологического процесса изготовления кон-струкций отрицательное влияние остаточных напряженийстремятся минимизировать. С этой целью используют раз-личные способы их устранения.Для решения данной проблемы в ИЭС им. Е.О. Патонаразвит метод предварительного упругого растяжения тон-костенных свариваемых элементов, который применяетсяв различных отраслях промышленности.Приведены результаты определения остаточных напряже-ний методом электронной спекл-интерферометрии в соче-тании со сверлением неглубоких отверстий диаметром иглубиной 0,5—1,0 мм для их релаксации в сварных элемен-тах, выполненных с различной величиной их предвари-тельного упругого растяжения.Показано, что при применении упругого растяжения сва-риваемых элементов до уровня 0,45σт остаточные напря-жения в сварном шве уменьшаются в 2—3 раза.Полученные результаты подтверждает эффективность ис-пользования технологии сварки с предварительным упру-гим деформированием свариваемых элементов.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ СТРУКТУРЫ СМЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ СВАРНЫХ СО-ЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЕВО-ЛИТИЕВОГО СПЛА-ВА. Л.И. Маркашова, О.С. Кушнарева (Ин-т электрос-варки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина).На примере сварных соединений сложнолегированныхалюминиевых сплавов, широко используемых в качествелегких и высокопрочных материалов в авиационной, ав-томобильной промышленности, в приборостроении и дру-гих отраслях машиностроения предложен подход к опти-мизации и корректировке взаимосвязи структура ↔ свой-ства с технологией сварки алюминиевого сплава 1460 (сис-темы Al—Cu—Li) с легированием 0,5 % скандием и безтакого легирования. Использованием комплексного иссле-дования (оптическая, аналитическая растровая и микро-дифракционная просвечивающая электронная микрос-копия) для различных состояний сварных соединений

Given are the results of investigations of stress-strain stateof design elements (drum, pipe connections, steam pipelines,collectors) of boiler unit of power unit No.5 of 200 MW ofBurshtinskaya HES.Formulated are the numerically based proposals for realiza-tion of repair works, minimizing the level of after-repairincrease in stresses.Obtained is the evaluation of residual life of drum by deter-mination of its state by the level of accumulated damage ofmetal, the calculation of which is a base for determinationof extra life, capabilities and conditions of further its service.The obtained theoretical results of evaluation of accumulateddamage give the scientific grounding for continuation ofpredicted term of service of boiler drum, which have alreadyexhausted its certificate service life.

DETERMINATION OF RESIDUAL STRESSES IN WEL-DED T-JOINTS OF TITANIUM ALLOY VT-20 APPLY-ING METHOD OF ELECTRON SPECKLE-INTERFE-ROMETRY. L.M. Lobanov, V.A. Pivtorak, V.V. Savitsky,G.I. Tkachuk, V.V. Lysak (The E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). One of the mainfactors defining strength, reliability and life of structureelements during their manufacture is the occurrence of resi-dual stresses in them.During selection of technological process of manufacture ofstructures the attempts are made to minimize the negativeeffect of residual stresses. For this purpose the differentmethods of their elimination are applied.To solve this problem the method of preliminary elastic ten-sion of thin-wall elements to be welded was developed atthe E.O. Paton Electric Welding Institute, which is used indifferent fields of industry.The results of determination of residual stresses using methodof electron speckle-interferometry are given in combinationwith drilling of blind holes of 0.5—1.0 mm diameter anddepth for their relaxation in welded elements produced atdifferent values of their preliminary elastic tension.It was shown that applying elastic tension of elements beingwelded up to the level of 0.45σy the residual stresses in aweld are 2—3 times decreased. The obtained results provethe efficiency of using welding technology with preliminaryelastic deformation of elements being welded.

INVESTIGATION OF CORRELATION OF STRUCTU-RE WITH MECHANICAL PROPERTIES OF WELDEDJOINTS OF ALUMINIUM-LITHIUM ALLOY. L.I. Mar-kashova, O.S. Kushnareva (The E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Basing on the ex-ample of welded joints of complex-alloyed aluminium alloyswidely used as light high-strength materials in aircraft, auto-mobile industry, instrument-making and other fields of mac-hine building, the approach was suggested to optimize andcorrect the correlation of structure ↔ properties with thetechnology of welding of aluminum alloy 1460 (Al—Cu—Lisystem) with alloying by scandium of 0.5 % and withoutsuch alloying. The integrated investigation (optic, analyticalscanning and microdiffraction transmission electron micros-copy) for different states of welded joints (after welding,heat treatments) and further loading allowed not only es-tablishing the effect of weld metal alloying, welding condi-


128

(после сварки, термообработок) и последующего нагруже-ния позволило не только установить влияние легированияметалла шва, режима сварки и последующих термообра-боток на формирование структурно-фазового состоянияметалла шва, но и выполнить оценки вклада формирую-щихся структур в изменение механических прочностныххарактеристик и трещиностойкость сварных соединений.Показано, что легирование металла шва скандием при ис-пользовании термообработок приводит к существенномуизмельчению зеренной, субзеренной структуры, дисперги-рованию фаз и равномерному их внутризеренному рас-пределению. Нивелируется характерная для Al—Li спла-вов проблема, обусловленная формированием протяжен-ных зернограничных эвтектик и зон, свободных от фазо-вых выделений. Экспериментально-аналитическими оцен-ками установлено, что в условиях легирования скандиемповышается общее значение предела текучести металлашва на 10 % после сварки и на 25—30 % после термообра-ботки (Т = 350 °С, t = 1 ч). При этом наибольший вкладв упрочнение вносят фазовые образования (40 %), а мини-мальный – дислокационная плотность (10 %). Крометого, легирование скандием в условиях внешних нагруже-ний способствует фрагментации структуры (как результатблокирования скандийсодержащими фазами деформа-ционных полос сдвига), что способствует повышению тре-щиностойкости сварных соединений за счет увеличениявозможностей пластической релаксации внутренних на-пряжений в результате подключения дислокационно-ро-тационных механизмов.

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХСТАЛЕЙ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ.Л.И. Маркашова, В.Д. Позняков, Е.Н. Бердникова, Т.А.Алексеенко, А.А. Максименко (Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). Пред-ставлены результаты исследований структурных измене-ний металла ЗТВ сварных соединений высокопрочныхсталей (17Х2М, 10Г2ФБ) и соответственно механическихсвойств в зависимости от эксплуатационных условий: по-следующего нагружения – статического (σ—1 ~ 0,75σв;σ2 ~ 0,85σв) и циклического (σ—1 = 120 МПа) при различ-ном количестве циклов нагружения (от N = 7000 до N == 21000).Влияние измененения в условиях внешнего нагруженияструктурных параметров металла участка перегрева свар-ных соединений на механические свойства исследовалосьс использованием комплекса экспериментальных методов(оптической, растровой и просвечивающей электронноймикроскопии) с последующими аналитическими оценкамипрочности (σт), вязкости разрушения (K1С), уровня ло-кальных внутренних напряжений (τвн).Показано, что в эксплуатационных условиях в металлеЗТВ сварных соединений высокопрочных сталей происхо-дит повышение значений предела текучести в 1,2 раза, чтосвязано с измельчением зеренной, субзеренной структурыи повышением плотности дислокаций. Основными меха-низмами, повышающими предел текучести металла, явля-ются субструктурное (Δσc ~ до 50 %) и дислокационное(Δσд ~ до 20 %) упрочнения за счет фрагментации структурбейнита нижнего и мартенсита отпуска, а также равномер-ного распределения в них плотности дислокаций.Установлено, что потенциальными участками зарождениямикротрещин в участке перегрева металла ЗТВ сварныхсоединений высокопрочных сталей являются границы ре-ек бейнита верхнего, уровень плотности дислокаций вдолькоторых и, соответственно, локальных внутренних напря-

tions and post heat treatments on the formation of structu-re-phase state of weld metal, but also carrying out evaluationof contribution of forming structures to the change of mec-hanical strength characteristics and crack resistance of wel-ded joints.It was shown that alloying of weld metal by scandium usingheat treatments results in considerable refining of grain,subgrain structure, dispersion of phases and their uniformdistribution inside the grains. The problem, peculiar for Al—Li alloys caused by formation of elongated grain-boundaryeutectics and zones free from phase precipitations, is leveled.The experimentally-analytical estimations established thatunder conditions of alloying by scandium the total value ofyield strength of weld metal is increased by 10 % (afterwelding) and by 25—30 % (after heat treatment T = 350 °C,t = 1 h). The greatest contribution into hardening is madeby phase formations (40 %), and minimal – by dislocationdensity (10 %). Besides, alloying by scandium under condi-tions of external loads facilitates the fragmentation of struc-ture (as a results of blocking of deformation shear fringesby scandium-containing phases, thus promoting the impro-vement of crack resistance of welded joints due to increasein capabilities of plastic relaxation of inner stresses as aresult of connection of rotation mechanisms to dislocationones.

WELDED JOINTS OF HIGH-STRENGTH STEELSUNDER IN-SERVICE CONDITIONS. L.I. Markashova,V.D. Poznyakov, E.N. Berdnikova, T.A. Alekseenko, A.A.Maksimenko (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). Presented are the results of inves-tigations of structure changes of HAZ metal of welded jointsof high-strength steels (17Kh2M, 10G2FB) and, respective-ly, mechanical properties depending on service conditions:subsequent loading: static (σ1 ~ 0.75σult; σ2 ~ 0.85σult) andcyclic (σ—1 = 120 MPa) at different number of load cycles(from N = 7000 to N = 21000).The effect of change under the conditions of external loadof structure parameters of metal of overheat area of weldedjoints on mechanical properties was investigated using a com-plex of experimental methods (optic, scanning and trans-mission electron microscopy) with the next analytical eva-luations of strength (σy), fracture toughness (K1C), level oflocal inner stresses (τinn).It was shown that under service conditions the values ofyield strength are 1.2 times increased in HAZ metal of weldedjoints of high-strength steels, which is due to refining ofgranular, subgranular structure and increase in density ofdislocations. The main mechanisms increasing the yieldstrength of metal are substructure (Δσs up to 50 %) anddislocation (Δσd ~ up to 20 %) hardening due to fragmen-tation of structures of lower bainite and tempering martensiteand also uniform distribution of density of dislocations inthem.It was established that potential areas of initiation of mic-rocracks in the overheat area of HAZ metal of welded jointsof high-strength steels are the boundaries of lathes of upperbainite, along which the level of density of dislocations and,respectively, local inner stresses (~ 0.44τtheor) is 1.5—2 timeshigher as compared to the boundaries of structures of lowerbainite.After investigations of structures of welded joints of high-strength steels in combination with analytical evaluations


129

жений (~0,44 τтеор) в 1,5—2 раза выше по сравнению сграницами структур бейнита нижнего.В результате структурных исследований сварных соедине-ний высокопрочных сталей в сочетании с аналитическимиоценками структурного вклада в эксплуатационные свой-ства предложены рекомендации корректировки разраба-тываемых технологических режимов сварки, способству-ющие формированию в металле ЗТВ сварных соединенийструктур преимущественно бейнита нижнего, с точки зре-ния обеспечения оптимальных механических характерис-тик сварных соединений: устойчивый показатель K1С приповышении прочности σт; равномерный (без градиентов)уровень внутренних напряжений τвн, способствующийтрещиностойкости этих соединений.

СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПО-ВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ КОНСТРУКЦИОННОЙСТАЛИ, ФОРМИРУЮЩИХСЯ В УСЛОВИЯХ ЛА-ЗЕРНОГО И ЛАЗЕРНО-ПЛАЗМЕННОГО ЛЕГИРО-ВАНИЯ. Л.И. Маркашова, В.Д. Шелягин, В.Ю. Хаскин,О.С. Кушнарева, А.В. Бернацкий (Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). В це-лях отработки технологии поверхностного упрочнения ме-тодами лазерного и лазерно-плазменного легирования изу-чены структурно-фазовые превращения в поверхностныхслоях образцов из конструкционной стали 38ХН3МФА свведением порошковых присадочных материалов на осно-ве карбида вольфрама и хрома, способствующих повы-шению эксплуатационных характеристик, изделий, изго-товленных из этой стали. Используя комплекс экспери-ментальных исследований (световая, аналитическая рас-тровая и микродифракционная просвечивающая элект-ронная микроскопия) установлены особенности форми-рования структурно-фазового состояния обрабатываемыхповерхностей в случае использования различных техно-логических условий легирования. Установлено, что привсех исследуемых режимах обработки для структуры по-верхностных слоев характерно формирование четко вы-раженной кристаллической структуры, с уменьшениемразмеров и преобладанием ячеистого характера в случаелазерно-плазменной обработки. На базе эксперименталь-ных исследований выполнены оценки дифференцирован-ного вклада характерных структурных параметров (хими-ческого состава, размеров зерен и субзерен, объемной долифазовых выделений, плотности дислокаций и т.п.) в изме-нение их механических характеристик после соответст-вующих обработок. Показано, что лазерно-плазменное ле-гирование способствует увеличению общего значения про-чностных характеристик (в среднем на 20 %) по сравнениюс лазерным легированием, осуществляемым источникомэквивалентной мощности, а наибольший вклад в упроч-нение (Δσт) при оптимальном режиме (v = 500 мм/мин;Р = 3 кВт) вносят фазовые выделения (27 %) и субструк-тура (25 %). Формирование в поверхностных слоях не-высокой плотности дислокаций (ρ ~ 8⋅109—1⋅1010 см—2) приравномерном ее распределении свидетельствует об отсут-ствии структурных условий формирования концентрато-ров внутренних напряжений (τвн ~ 148—370МПа). Это ха-рактеризует структурное состояние поверхностей послелазерно-плазменной обработки как оптимальное не толькос точки зрения прочности, но и трещиностойкости, чтоподтверждается практическим отсутствием трещин.

of structural contribution into service properties the recom-mendations were suggested for correction of the developedtechnological welding conditions facilitating the formationof structures of mainly lower bainite in HAZ metal of weldedjoints to provide optimal mechanical characteristics of wel-ded joints: stable index K1C at improvement of strength σy;uniform (without gradients) level of inner stresses τinn, pro-moting the crack resistance of these joints.

STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OFSTRUCTURAL STEEL SURFACE LAYERS FORMINGUNDER CONDITIONS OF LASER AND LASER-PLAS-MA ALLOYING. L.I. Markashova, V.D. Shelyagin,V.Yu. Khaskin, O.S. Kushnareva, A.V. Bernatsky (TheE.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Uk-raine). To optimize the technology of surface strengtheningusing methods of laser and laser-plasma alloying the struc-ture-phase transformations in surface layers of specimens ofstructural steel 38KhN3MFA with adding of powder fillermaterials based on carbide of tungsten and chromium faci-litating improvement of service characteristics of productsmanufactured of this steel were studied. Using the complexof experimental investigations (light, analytical scanningand microdiffraction transmission electron microscopy) thepeculiarities of formation of structure-phase state of the sur-faces being treated in case of using different technologicalconditions of alloying were established. It was establishedthat in all investigated conditions of treatment for the struc-ture of surface layers the formation of clearly expressed crys-tal structure with reduction in sizes and domination of cel-lular nature in case of laser-plasma treatment is charac-teristic. Basing on the experimental investigations, the eva-luations of differentiating contribution of characteristicstructure parameters (chemical composition, sizes of grainsand subgrains, volumetric fraction of phase precipitations,density of dislocations, etc.) to the change in their mecha-nical characteristics after appropriate treatments were car-ried out. It was shown that laser-plasma alloying contributesto the increase of total value of strengthening characteristics(on average by 20 %) as compared to laser alloying, perfor-med using equivalent power source. However the greatestcontribution in strengthening (Δσy) at the optimal conditi-ons (v = = 500 mm/min; P = 3 kW) belongs to phase pre-cipitations (27 %) and substructure (25 %). The formationof not high density of dislocations (ρ ~ 8⋅109—1⋅1010 cm—2)in surface layers at its uniform distribution proves the absenceof structure conditions for formation of inner stresses con-centrators (τinn ~ ~ 148—370 MPa). This characterizes thestructural state of surfaces after laser-plasma treatment asbeing optimal not only regarding strength, but also crackresistance which is confirmed by almost full absence ofcracks.


130

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВЯЗКОГО РАЗРУШЕ-НИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ МЕ-ХАНИЗМА ПОРООБРАЗОВАНИЯ. В.И. Махненко ,Е.А. Великоиваненко, Г.Ф. Розынка, Н.И. Пивторак(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Модели вязкого разрушения с учетомобразования пор при пластическом течении в матрицемикротрещин предусматривают соответствующие алгорит-мы роста пор за счет пластических деформаций и соответ-ствующего перераспределения напряженно-деформиро-ванного состояния. В сварных конструкциях из высокоп-рочных и достаточно пластичных материалов предельноесостояние наступает в условиях вязкого деформированияпри жестком напряженном состоянии, что способствуетразвитию порообразования.В Институте электросварки создана расчетная модель,позволяющая исследовать поведение конструкционногоматериала как при деформировании, близком к разруше-нию, так и при разрушении. Это делает расчетные подходыпрогнозирования наступления предельного состояния всложных случаях деформирования достаточно адекват-ными наблюдаемому при эксперименте, что позволит сни-зить объем дорогостоящих экспериментов.Проведены расчеты трехосного напряженного состоянияв стальном сосуде давления с внутренним давлением P инайдено предельное давление Pпр, при котором произой-дет макроскопическое спонтанное разрушение стенки взоне утонения.

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРО-ВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВНУТРИКОРПУСНЫХУСТРОЙСТВ НА ПРИМЕРЕ ВЫГОРОДКИ РЕАКТО-РА ВВЭР-1000. О.В. Махненко, И.В. Мирзов (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина). Выгородка ядерного реактора подвержена вы-соким дозам радиационного облучения, приводящим ее кзаметному деформированию и смыканию зазора междувыгородкой и стенкой шахты. Это влечет за собой изме-нение теплообмена в активной зоне, последствия которогомогут быть опасны с точки зрения нарушения температур-ного режима работы реактора. Для оценки радиационногораспухания выгородки была создана двухмерная конеч-но-элементная модель, в которой использовались отрабо-танные в ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины расчетныеалгоритмы, где в качестве радиационного распухания за-давались изотропные объемные деформации.Модель нелинейно учитывает зависимость радиационногораспухания материала выгородки от температуры облуче-ния, напряженного состояния и пластических деформа-ций. Также в модели описано изменение предела текучестиматериала стенки сварной шахты как функции температу-ры облучения и накопленной радиационной дозы.После 25 лет эксплуатации реактора максимальное значе-ние деформаций распухания в материале выгородки сос-тавляет 1,3 %, после 40 лет – 1,8 %, после 60 лет –3,7 %. Максимальные радиальные перемещения внешнейповерхности выгородки в процессе эксплуатации реакторасоставляют 11,2 мм после 25 лет, после 40 лет – 12,9 мм,после 60 лет – 16,1 мм.Более консервативная модель, не учитывающая историюнакопления объемных деформаций, дает величину распу-хания за 60 лет эксплуатации выгородки, равную 26 %,что соответствует еще большим радиальным перемещени-ям внешней поверхности выгородки наружу.Результаты по распуханию и радиальным деформациямвыгородки, полученные с учетом напряженного состоя-ния, свидетельствуют о возможном контакте выгородки

MATHEMATICAL MODELS OF TOUGH FRACTUREOF WELDED STRUCTURES BASED ON MECHANISMOF PORES FORMATION. V.I. Makhnenko , E.A. Veli-koivanenko, G.F. Rozynka, N.I. Pivtorak (The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Modelsof tough fracture considering the pores formation at plasticyielding in matrix of microcracks envisage the proper algo-rithms of growth of pores due to plastic deformations andproper redistribution of stress-strain state. In welded struc-tures of high-strength and sufficiently ductile materials thelimited state starts under the conditions of tough deformationat rigid stress state which promotes the development of poresformation.At the E.O. Paton Electric Welding Institute the calculationmodel was created allowing investigation of behavior ofstructural material both during deformation close to fractureand also during fracture. It makes calculation approaches inpredicting a start of limited state in complicated cases ofdeformation sufficiently adequate to that observed duringexperiment, which will allow decreasing the volume of ex-pensive experiments.The calculations of three-axial stressed state in a steel pres-sure vessel with inner pressure P were carried out and limitedpressure Plim was found at which macroscopic spontaneousfracture of wall in a thinning zone will occur.

INVESTIGATION OF STRESS-STRAIN STATE OFINNER-BODY DEVICES ON THE EXAMPLE OF BAF-FLE PLATE OF REACTOR WWER-1000. O.V. Makh-nenko, I.V. Mirzov (The E.O. Paton Electric Welding In-stitute, NASU, Kiev, Ukraine). The baffle plate of nuclearreactor is subjected to high doses of radiation leading to itsnoticeable deformation and closing of a gap between a baffleplate and shaft wall. It results in changes of heat exchangein active zone, the consequences of which can be dangerousfrom the point of view of violation of temperature conditionsof the reactor operation. To evaluate the radiation swellingof the baffle plate the two-dimensional finite element modelwas designed where calculation algorithms, worked out atthe E.O. Paton Electric Welding Institute of the NAS ofUkraine, were used, where the isotrope volume deformationswere preset as radiation swelling.The model considers the dependence of radiation swellingof material of baffle plate on temperature of radiation, stres-sed state and plastic deformations in a non-linear way. Alsothe model describes the change of yield strength of materialof a welded shaft wall as a function of radiation temperatureand accumulated radiation dose.After 25 years of the reactor operation the maximal value ofdeformations of swelling in material of baffle plate amountsto 1.3 %, after 40 years – to 1.8 %, after 60 years – to3.7 %. The maximum radial movements of outer surface ofthe baffle plate in the process of operation of reactor amountto 11.2 mm after 25 years, after 40 years – to 12.9 mm,after 60 years – to 16.1 mm.The more conservative model, which does not consider thehistory of accumulation of volume deformations, gives thevalue of swelling per 60 years of operation of baffle plate,equal to 26 %, which corresponds to much larger radialmovements of outer surface of the baffle plate outwards.The results on swelling and radial deformations of baffleplate, obtained considering the stress state, evidence of pos-sible contact of baffle plate with welded wall of a shaftduring the reactor operation. Such contact can strongly in-


131

со сварной стенкой шахты в течение эксплуатации реак-тора. Такой контакт может сильно повлиять на напряжен-но-деформированное состояние сварной конструкциишахты и поэтому требует более детального изучения.

ПРОГНОЗНОЕ СУПЕРКОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИ-РОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ ОТВЕТСТ-ВЕННЫХ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ. С.В. Медве-дев, К.А. Климов (Объединенный ин-т проблем информа-тики НАН Беларуси, Минск, Беларусь). В условияхскладывающегося дефицита методических материалов попроектированию, расчетам и технологической подготовкепроизводства сварных конструкций в современных систе-мах геометрического и конечно-элементного моделирова-ния настоятельно требуется разработка программно-методических средств проектирования-моделирования-рационализации, ориентированных на разработчика несу-щих сварных металлоконструкций, но не специалиста посварке.Массовое использование суперкомпьютерных технологийтакую возможность может предоставить, примирив не-сварщиков-разработчиков со сварщиками – устраните-лями неустранимых проектно-технологических ошибок инедочетов. Появляется возможность углубленного деталь-ного анализа поведения сварной конструкции под динами-ческими знакопеременными нагрузками в вычислитель-ных экспериментах на ресурсах Республиканского супер-компьютерного центра коллективного пользования и ли-цензионных программных системах LS-DYNA и LS-OPT,а также доступных вычислительных ресурсов Националь-ной грид-сети Республики Беларусь.Разработаны и апробированы оригинальные методикиформирования предварительно напряженной сварнойконструкции с глобально измененной жесткостью за счетмоделирования необратимых пластических деформаций вобластях сварных швов при дуговых процессах сварки.Трехмерные модели сварных швов представляются какобъемы всестороннего сжатия областей сплавления и зонтермического влияния, либо как фиктивные тела с изме-ненными характеристиками локальной жесткости, опре-деляемой из достаточно простых натурных и вычислитель-ных экспериментов.Критерии разрушения, а также количество виртуальныхиспытаний могут задаваться специалистами-сварщикамив зависимости от поставленных целей суперкомпьютерныхэкспериментов. Последствия разрушения наблюдаются впространстве и во времени в виде достаточно реалистич-ных динамических сцен. Возможно также построение гра-фиков изменения напряжений, деформаций, перемещенийи других параметров в любом трехмерном элементе свар-ной конструкции и/или швов.Приводятся примеры использования прогнозного супер-компьютерного моделирования процессов разрушенияреальных сварных конструкций, намечаются перспектив-ные направления исследований и прикладных работ в дан-ной предметной области. Авторы готовы к взаимовыгод-ному сотрудничеству с заинтересованными предприятия-ми, организациями и специалистами по затронутой в до-кладе проблематике.

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕК-ТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ИС-ПОЛЬЗОВАНИЕМ СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫХ РЕ-СУРСОВ НАЦИОНАЛЬНОЙ ГРИД-СЕТИ. С.В. Мед-ведев, О.П. Чиж (Объединенный ин-т проблем инфор-матики НАН Беларуси, Минск, Беларусь). Предпринятапопытка отобразить признанные сварочной обществен-

fluence the stress-strain state of welded structure of the shaftand, therefore, requires more detailed study.

PREDICTION SUPERCOMPUTER MODELING OFPROCESSES OF FRACTURE OF CRITICAL WELDEDSTRUCTURES. S.V. Medvedev, K.A. Klimov (United In-stitute of Problems of Informatics of NAS of Belarus, Minsk,Republic of Belarus). Under conditions of deficit in metho-dological materials for designing, calculation and technolo-gical preparation of welded structure manufacturing in ad-vanced systems of geometric and finite element modeling,the development of program-methodological means of desig-ning-modeling-rationalization, oriented for the designers ofload-carrying welded metal structures, but not for the spe-cialist on welding, are urgently required.Mass application of supercomputer technologies can providethis opportunity by reconciling the non-welders – designerswith welders, who remove the irremovable design-technolo-gical errors and drawbacks. There appears the feasibility ofthorough detailed analysis of behavior of welded structureunder the dynamic sign-variable loads in calculation expe-riments at the facility of the Republican Supercomputer Cen-ter of collective use and licensed program systems LS-DYNAand LS-OPT, as well as accessible computer facility of theNational Grid-Network of Republic of Belarus.Unique methods of formation of pre-stressed welded struc-ture at entirely changed rigidity due to modeling of irre-versible plastic deformations in arc processes of welding havebeen developed and tested. Three-dimensional models ofwelds are represented as volumes of all-sided compression offusion areas and heat-affected zones, or as fictitious bodieswith changed characteristics of a local rigidity, determinedfrom sufficiently simple full-scale and calculation experi-ments.Criterion of fracture, as well as number of virtual tests canbe preset by specialists-welders depending on the put aimsof supercomputer experiments. Consequences of fractures areobserved in space and time in the form of rather realisticdynamic scenes. It is possible also to plot the graphs ofchange in stresses, strains, displacements and other parame-ters in any three-dimensional element of welded structureand/or welds.Examples are given for application of the prediction super-computer modeling of processes of fracture of real weldedstructures, the challenging directions of investigations andapplied works in this mentioned field are outlined. The aut-hors are ready for mutually-beneficial cooperation with in-terested enterprises, organizations and specialists on theproblems mentioned in the paper.

CONSTRUCTIVE-TECHNOLOGICAL DESIGNING OFWELDED STRUCTURE WITH APPLICATION OF SU-PERCOMPUTER FACILITIES OF NATIONAL GRID-NETWORK. S.V. Medvedev, O.P. Chizh (United Insti-tute of Problems of Informatics of NAS of Belarus, Minsk,Republic of Belarus). The attempt was made to reproducethe principles of professor N.O. Okerblom, recognized by


132

ностью принципы конструктивно-технологического про-ектирования сварных конструкций профессора Н.О.Окерблома на структуре вычислительных средств Нацио-нальной грид-сети Республики Беларусь, располагающейобширными суперкомпьютерными ресурсами, соответст-вующим лицензионным программным обеспечением и обе-спечивающей легитимный доступ к нему заинтересован-ным предприятиям и физическим лицам.Техническая подготовка производства сварных конструк-ций общемашиностроительного применения – неотъемле-мая часть технологий информационной поддержки жиз-ненного цикла продукции данного предприятия, включа-ющая основные проектные процедуры:• формирование трехмерных моделей исследуемых свар-ных конструкций и сварных швов по оригинальной мето-дике, обеспечивающей отражение изменений глобальнойжесткости изделий после термомеханических цикловсварки;• прогнозное моделирование напряженно-деформирован-ных состояний сварной конструкции в среде лицензионно-го конечно-элементного пакета LS-DYNA под переменны-ми динамическими нагрузками;• прогнозирование общих остаточных деформаций свар-ных конструкций с большим количеством произвольнорасположенных в пространстве сварных швов;• автоматизированное нормирование расходов основныхи вспомогательных сварочных материалов, исходные дан-ные для работы которых формируются на базе компьютер-ных трехмерных моделей сварных конструкций;• автоматизированное конструирование специальной сбо-рочно-сварочной оснастки на базе обширных библиотекрациональных, апробированных на практике конструк-тивных решений;• прогнозное моделирование напряженно-деформирован-ных состояний сварной конструкции с учетом закрепленийв сборочно-сварочной оснастке, а также результатов ееавтоматизированного конструирования в специализиро-ванном программном пакете ИНСВАР.На примере несущей сварной конструкции сельскохозяй-ственного агрегата показаны основные этапы конструктив-но-технологического проектирования. Демонстрация ра-боты в грид-сети во время доклада возможна при наличиискоростного доступа в Интернет.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЛАНИРОВА-НИЯ РЕМОНТА МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВО-ДОВ БЕЗ ВЫВОДА ИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ. А.С. Ми-ленин (Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАНУкраины, Киев, Украина). Работа посвящена разработкеметодологических основ планирования ремонтно-восста-новительных работ на действующем трубопроводе с ис-пользованием соответствующих сварочных технологий.Предложенный комплексный подход объединяет требо-вания как действующих отечественных и зарубежных нор-мативных документов, так и актуальные разработки спе-циалистов Института электросварки им. Е.О. ПатонаНАН Украины в данном направлении. Рассмотрены ха-рактерные технологические проблемы ремонта такого ти-па, к которым относятся: оценка допустимости эксплуа-тации участка трубопровода с обнаруженными дефектами;планирование локальных ремонтных работ на протяжен-ных участках трубопровода с различной степенью эксп-луатационной поврежденности с точки зрения минимиза-ции риска аварийных ситуаций; выбор типа и параметровремонта с позиций гарантирования безопасности прове-дения ремонтных работ; обеспечение необходимой рабо-тоспособности трубопровода, несущая способность кото-

the welding community, of constructive-technological desig-ning of welded structures at the facility of computationalmeans of the National Grid-Network of Republic of Belarus,having in its disposal the great supercomputer resources,suitable software and providing the legalized access to themfor the interested enterprises and physical entities.Technological preparation of production of welded structuresof general machine-building purpose is an integral part oftechnologies of informational support of vital cycle of pro-ducts of the given enterprise, including the following mainproject procedures:• formation of three-dimensional models of studied weldedstructures and welded joints using the unique methodology,providing the reflection of changes of global rigidity of pro-ducts after thermomechanical cycles of welding;• prediction modeling of stress-strain states of welded struc-ture in the medium of licensed finite-element package LS-DYNA under alternating dynamic loads;• prediction of total residual strains of welded structureswith a large number of welds, randomly located in space;• automatic rating of consumptions of main and auxiliarywelding consumables, whose initial data for operation areformed on the base of computer three-dimensional models ofwelded structures;• automatic designing of special assembly-welding fixtureon the base of large libraries of rational design solutionstested in practice;• prediction modeling of stress-strain states of welded struc-tures with account for fixations in assembly-welding equip-ment and also results of its automatic designing in a speci-alized program package INSVAR.On the example of load-carrying structure of agriculturalunit the main stages of constructive-technological designingare shown. The demonstration of work in grid-network du-ring paper presentation is possible in the presence of high-speed access to INTERNET.

METHODOLOGICAL BASES OF PLANNING OF RE-PAIR OF MAIN PIPELINES WITHOUT SERVICE IN-TERRUPTION. A.S. Milenin (The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). The work isdevoted to the development of methodological bases of plan-ning the repair-restoration works on the operating pipelineusing the appropriate welding technologies. The offered in-tegrated approach combines requirements of both the validnational and foreign standardized documents, and also recentdevelopments of the specialists of the E.O. Paton ElectricWelding Institute of NASU in this direction. Typical tech-nological problems of repair of this type are considered,including: assessment of admissibility of service of pipelinesection with revealed defects; planning of local repair workson the extended areas of pipeline at different degree of servicedamage to minimize the risk of emergency situation; selectionof type and parameters of repair to guarantee the safety inconductance of repair works; guarantee of required service-ability of pipeline, the load-carrying ability of which wasrestored by suitable methods of repair without service inter-ruption. The appropriate practical recommendations wereformulated for repair welding of main pipelines under theinternal pressure.


133

рого была восстановлена типичными методами ремонтабез вывода из эксплуатации. Сформулированы соответст-вующие практические рекомендации по ремонту сваркоймагистральных трубопроводов под внутренним давле-нием.

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРО-ВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХКОНСТРУКЦИЙ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ВНУТРЕН-НИМ ДАВЛЕНИЕМ, С ЛОКАЛЬНЫМИ ПОВЕРХ-НОСТНЫМИ ДЕФЕКТАМИ. В.В. Мутас, М.А. Не-требский, М.Д. Рабкина (Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина). Важнейшимэлементом диагностики цилиндрических конструкций споверхностными дефектами типа эрозионно-коррозионно-го износа, возникающими в процессе эксплуатации, явля-ется оценка остаточной прочности таких конструкций. Крешению данной задачи еще в середине прошлого столетияприступили в США. В настоящее время существует рядподходов к такой оценке, разработанных в разное времяи разными организациями. В последние годы активныеисследования в двух, совершенно независимых друг отдруга направлениях проводятся в ИЭС им. Е.О. Патона.Один подход основан на применении гипотезы о том, чтовлияние поверхностного утонения, не превышающего подлине вдоль оси цилиндрической части конструкциивеличины 8√⎯⎯⎯Rt, равноценно влиянию на прочность сквоз-ного кругового отверстия в стенке при равенстве площадейпотерь металла в продольных сечениях данного поверх-ностного утонения и кругового отверстия. При этом уста-новлено, что если степень утонения стенки не превышает0,35t√⎯⎯⎯Rt , то утонение не снижает прочность конструкции.Здесь t и R, соответственно, толщина стенки и радиусцилиндрической части. Другой подход, предложенный влаборатории д-ра техн. наук В.С. Гиренко, основан напринципах механики разрушения. При этом пологий по-верхностный дефект представляется в виде продольнойтрещины, которая одновременно нагружается как растяги-вающими кольцевыми напряжениями, так и сжимающиминапряжениями, приложенными к ее берегам.

МЕТОДОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ІДЕНТИФІКУВАННЯМЕХАНІЗМІВ РУЙНУВАННЯ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬАЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ ЗА ПАРАМЕТРАМИАКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ. З.Т. Назарчук, В.Р. Скальський(Фізико-механічний ін-т ім. Г. В. Карпенка НАН Ук-раїни, Львів, Україна). Високоміцні алюмінієві сплавизавдяки комплексу фізико-механічних, корозійних та тех-нологічних властивостей широко застосовують в сучаснійавіакосмічній техніці та інших галузях промисловості.Для з’єднання елементів конструкцій, зокрема у літако-будуванні, переважно застосовують електронно-промене-ве зварювання. Під час експлуатації елементів конструк-цій чи виробів під впливом різних чинників часто від-бувається зародження у зварних з’єднаннях мікро- та мак-роруйнування. Досить ефективно ці процеси виявляє ме-тод акустичної емісії (АЕ).У праці побудовано методику ідентифікування типів руй-нування за параметрами неперервного вейвлет-перетво-рення сигналів АЕ, а також запропоновано критеріальнийпоказник κ, який ураховує максимальне значення вейв-лет-коефіцієнта в події АЕ, ширину смуги спектра частот,що йому відповідає та ширину робочої смуги вимірю-вального АЕ-каналу. Тип макроруйнування конструкцій-них матеріалів розділено на в’язке (κ < 0,2) та крихке(κ ≥≥ 0,3) руйнування. Методика дала змогу ідентифікуватиджерела випромінювання АЕ за статичного руйнування

METHOD OF ASSESSMENT OF STRESS-STRAINSTATE OF CYLINDRICAL STRUCTURES, OPERA-TING UNDER INTERNAL PRESSURE, WITH LOCALSURFACE DEFECTS. V.V. Mutas, M.A. Netrebsky,M.D. Rabkina (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). The most important element ofdiagnostics of cylindrical structures with surface defects ofan erosion-corrosion wear type, occurring during service, isthe assessment of a residual strength of these structures. Thesolution of this problems had already be started as yet as inthe middle of the last century in the USA, and at the presenttime there is a number of approaches to such assessment,developed at different time and by different organizations.During recently the active investigations in two, quite in-dependent of each other directions, are carried out at theE.O. Paton Electric Welding Institute. One approach isbased on application of hypothesis about the fact that effectof surface thinning, not exceeding the value 8√⎯⎯⎯Rt in lengthalong the axis of cylindrical part of structure, is equal tothe effect on strength of through circular hole in wall atequality of areas of metal losses in longitudinal sections ofthe given surface thinning and circular hole. It was foundin this case that if the degree of wall thinning does notexceed 0,35t√⎯⎯⎯Rt , then the thinning does not decrease thestructure strength. Here, t and R, respectively, are the wallthickness and radius of cylindrical part. Another approach,suggested at the laboratory of Dr. V.S. Girenko, is based onthe principles of fracture mechanics. Here, the surface defectis presented in the form of a longitudinal crack, which issimultaneously loaded both by tensile circumferential stres-ses and also compressive stresses applied to its lips.

METHODOLOGICAL BASES OF IDENTIFICATIONOF MECHANISMS OF FRACTURE OF ALUMINIUMALLOY WELDED JOINTS BY ACOUSTIC EMISSIONPARAMETERS. Z.T. Nazarchuk, V.P. Skalsky (G.V. Kar-penko Physical-Mechanical Institute of NASU, Lvov, Uk-raine). High-strength aluminium alloys are widely appliedin the modern aerospace engineering and other industry bran-ches due to complex of physical-mechanical, corrosion andtechnological properties. To join the elements of structures,in particular in aircraft construction, the electron beam wel-ding is mainly used. During service of elements of structuresor products the micro- and macro fractures are initiated inwelded joints under the influence of different factors. Themethod of acoustic emission (AE) detects quite effectivelythese processes.The paper presents the procedure of identification of typesof fractures by parameters of a continuous wavelet transfor-mation of AE signals, and also the criterion factor κ is sug-gested, which takes into account the maximum value of wa-velet coefficient during AE, width of band of frequencyspectrum, which corresponds to it and width of service bandof measuring AE-channel. Type of macrofracture of structu-ral materials is divided into tough (κ < 0.2) and brittlefracture (κ ≥ 0.3). The methodology gave opportunity toidentify the AE sources by static fracture of typical zones ofalloy 1201-T welded joints made by electron beam welding.


134

характерних зон зварних з’єднань сплаву 1201-Т, викона-них електронно-променевим зварюванням. Встановлено,що в’язке (метал шва та зона термовпливу) та крихко-в’язке (основний метал) руйнування твердого розчину мі-ді в алюмінії генерує сигнали низьких та середніх амплітуд(А = 0,2—0,5 мВ), для яких параметр κ коливається вмежах 0,15—0,3. Розтріскування крихких інтерметалідівсупроводжується потужнішими сигналами (А = 0,5—4 мВ)з показником κ = 0,5—0,9.Експериментально встановлено, що найнебезпечнішою зточки зору міцності конструкцій є межа сплавлення, девідбувається квазікрихке руйнування зварного з’єднання.Показано, що тріщина прямує в цю область, рухаючисьуздовж скупчень вторинних фаз та оплавлених площинзерен зони термовпливу, оскільки там найменші затратиенергії на руйнування.

ІДЕНТИФІКУВАННЯ МЕХАНІЗМІВ РУЙНУВАННЯЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ СПЛАВУ 1201-Т ЗА ПАРАМЕТ-РАМИ СИГНАЛІВ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ. З.Т. Наза-рчук, В.Р. Скальський, О.М. Станкевич, І.М. Лясота(Фізико-механічний ін-т ім. Г.В. Карпенка НАН Украї-ни, Львів, Україна). Високоміцні алюмінієві сплави за-вдяки комплексу фізико-механічних, корозійних та техно-логічних властивостей широко застосовуються в сучаснійнауці і техніці. Для з’єднання елементів конструкцій, зок-рема у літакобудуванні, широко застосовують електрон-но-променеве зварювання (ЕПЗ). У період експлуатаціїтаких елементів конструкцій під впливом різних чинниківчасто відбувається зародження у них мікро- та макроруй-нування. Досить ефективно поширення тріщин виявляєметод акустичної емісії (АЕ).Побудовано методику ідентифікування типів руйнуванняза параметрами неперервного вейвлет-перетворення сиг-налів АЕ (САЕ). Для кількісної оцінки руйнування кон-струкційних матеріалів запропоновано критеріальний по-казник κ, в якому враховують максимальне значення вей-влет-коефіцієнта WTmax в події АЕ, Δf – ширину смугиспектра частот, що відповідає WTmax у координатах WT—f, та Δf0 – ширину робочої смуги АЕ-тракту. У залежностівід експериментально встановленого значення критеріаль-ного параметра тип макроруйнування конструкційних ма-теріалів розділено на в’язке (κ < 0,2) та крихке (κ ≥ 0,3)руйнування.Побудована методика дала змогу ідентифікувати джерелавипромінювання АЕ за статичного руйнування характер-них зон зварних з’єднань (ЗЗ) сплаву 1201-Т, виконанихЕПЗ. Встановлено, що в’язке (метал шва та зона термо-впливу (ЗТВ)) та крихко-в’язке (основний метал) руйну-вання твердого розчину міді в алюмінії генерує сигналинизьких та середніх амплітуд (А = 0,2—0,5 мВ), для якихпараметр κ коливається в межах 0,15—0,3. Розтріскуваннякрихких інтерметалідів супроводжується потужними САЕ(А = 0,5—4 мВ) з показником κ = 0,5—0,9.З експериментальних випробувань встановлено, що най-небезпечнішою з точки зору міцності конструкцій є межасплавлення, де є різка зміна розмірів структурних складо-вих та скупчення крупних інтерметалідів. Руйнування тутє квазікрихким, і як результат, за статичного навантажен-ня ЗЗ тріщина прямує в цю область, рухаючись уздовжскупчень вторинних фаз та оплавлених площин зеренЗТВ, зменшуючи цим затрати енергії на руйнування.

It was found that tough (weld metal and HAZ) and brittle-tough (base metal) fractures of copper solid solution in alu-minium generate signals of low and mean amplitudes (A == 0.2—0.5 mV), for which the parameter κ is varied within0.15—0.3 ranges. Cracking of brittle intermetallics is accom-panied by more powerful signals (A = 0.5—4.0 mV) withfactor κ = 0.5—0.9.It was found experimentally that the most hazardous fromthe point of view of structure strength is the fusion zonewhere the quasi-brittle fracture of the welded joint takesplace. It was shown that the crack is propagated to thisregion by moving along the clusters of secondary phases andfused areas of grains of HAZ zone where the energy consum-ptions for fracture are lowest.

IDENTIFICATION OF MECHANISMS OF FRACTURESOF WELDED JOINTS OF ALLOY 1201-T BY PARAME-TERS OF ACOUSTIC EMISSION SIGNALS. Z.T. Na-zarchuk, V.P. Skalsky, O.M. Stankevich, I.M. Lyasota(G.V. Karpenko Physical-Mechanical Institute of NASU,Lvov, Ukraine). High-strength aluminium alloys are widelyapplied in the modern science and technology due to complexof physical-mechanical, corrosion and technological proper-ties. To join the elements of structures, in particular in air-craft construction, the electron beam welding (EBW) iswidely used. During service of these elements of structuresthe micro and macro fractures are initiated under the influ-ence of different factors. The acoustic emission (AE) methoddetects effectively the crack propagation.The procedure of identification of types of fracture was de-veloped by parameters of continuous wavelet transformationof AE signals (CAE). For quantitative assessment of fractureof structural materials the criterion factor κ was suggested,which takes into account the maximum value of waveletcoefficient WTmax during AE, Δf – the width of band offrequency spectrum, which corresponds to WTmax in coor-dinates WT—f, and Δf – the width of service band of AE-channel. Depending on the experimentally found value ofcriterion parameter, the type of macro fracture of structuralmaterials is divided into tough (κ < 0.2) and brittle fracture(κ ≥ 0.3).The developed procedure gave an opportunity to identify theAE sources by static fracture of typical zones of alloy 1201-Twelded joints (WJ), made by EBW. It was found that tough(weld metal and HAZ) and brittle-tough (base metal) frac-tures of copper solid solution in aluminium generates signalsof low and mean amplitudes (A = 0.2—0.5 mV), for whichthe parameter κ is varied within 0.15—0.3 ranges. Crackingof brittle intermetallics is accompanied by powerful CAE(A = 0.5—4 mV) with factor κ = 0.5—0.9.It was found from experimental tests that the fusion zone,from the point of view of structure strength, is most hazard-ous, where there is an abrupt change of sizes of structuralconstituents and clustering of large intermetallics. Fractureis quasi-brittle here, and, as a result, the crack under WJstatic load is propagated directly into this zone, movingalong the clusters of secondary phases and fused areas ofHAZ grains, thus decreasing the energy consumption forfracture.


135

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУА-ТАЦИИ СОСУДОВ ДАВЛЕНИЯ С УЧЕТОМ МАГ-НИТНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ МЕТАЛЛА. В.А. Не-хотящий, А.Л. Палиенко, А.А. Перепичай, М.Д. Рабкина(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Исследованиями последних десятилетийустановлено, что магнитные методы, в отличие от другихметодов неразрушающего контроля (ультразвукового,радиографического, капиллярного и пр.) менее трудоемкии более доступны в обращении для диагностики и обеспе-чения безопасной эксплуатации конструкций, работа-ющих под давлением. Среди разновидностей магнитногоконтроля существенные преимущества, благодаря своейоперативности, имеет метод измерения коэрцитивной си-лы. Он позволяет по измеренным значениям дать оценкунапряженно-деформированного состояния в сварных кон-струкциях, по которой можно спрогнозировать их оста-точный ресурс. Кроме того, этот метод дает возможностьустановить без нагрузки участок, подлежащий разруше-нию в процессе эксплуатации, задолго до достижения пре-дельного состояния.На примере кислородных баллонов получена физико-ма-тематическая модель, которая позволяет рассчитать проч-ность сосудов с учетом магнитной неоднородности. В ре-зультате проведенных расчетов методом конечных элемен-тов были установлены критические значения давленияпредразрушения в исследуемых баллонах с погрешностьюв 9—10 %, которая возникает из-за неполной картины поизмерению толщины стенки, использования данных меха-нических испытаний для одноосного напряженного состо-яния, а также неравномерности структуры металла. Изу-чены металлографические и кристаллографические осо-бенности, подтверждающие зависимость коэрцитивной си-лы от структурно-текстурных параметров стали.Для практического использования указанного методапредлагается контроль участков, представляющих опас-ность для эксплуатации конструкций. Эти участки могутбыть предварительно выявлены на основе измерениятолщины стенки с помощью ЭМА-метода. Для этой целибыл разработан стенд, который дает возможность уста-новить поврежденность стенки сосудов и измерить коэр-цитивную силу в опасных участках, что позволяет повы-сить безопасность их эксплуатации.

ОСОБЛИВОСТІ КОРОЗІЙНО-ВОДНЕВОЇ ДЕГРА-ДАЦІЇ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ МА-ГІСТРАЛЬНИХ ГАЗОПРОВОДІВ. Г.М. Никифорчин,О.Т. Цирульник, О.І. Звірко, М.І. Греділь, В.А. Волошин(Фізико-механічний ін-т ім. Г.В. Карпенка НАН Украї-ни, Львів, Україна). Тривала експлуатація магістральнихгазопроводів спричиняє їх пошкодження, в основному ко-розійної та корозійно-механічної природи. Згідно статич-них даних 70—80 % усіх відмов магістральних трубопро-водів пов’язані зі зварними з’єднаннями (ЗЗ), а для про-гнозування подальшого терміну їх служби необхідно вра-ховувати зміну під час експлуатації механічних та елек-трохімічних властивостей металу труби. Робота присвя-чена дослідженню впливу тривалої експлуатації намеханічні та електрохімічні характеристики різних зон ЗЗсталі магістрального газопроводу.Випробовували стиковий зварний шов сталі 17Г1С, вирі-заний з труби (зовнішній діаметр 1220 мм, товщина стінки12 мм) після її експлуатації впродовж 30 років, а такожшов, виготовлений на трубі запасу за технологією зварю-вання труб у монтажних умовах. Стан металу оцінювализа характеристиками міцності та пластичності (в центрізразка на розтяг знаходилася досліджувана зона ЗЗ з

PREDICTION OF SAFE SERVICE OF PRESSURE VES-SELS WITH ACCOUNT FOR MAGNETIC INHOMOGE-NEITY OF METAL. V.A. Nekhotyashchiy, A.L. Palienko,A.A. Perepichaj, M.D. Rabkina (The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). It was foundby the recent investigations that magnetic methods, unlikethe other methods of nondestructive testing (ultrasonic, ra-diographic, capillary, etc.) are less labor consuming andsimpler in use for diagnostics and guarantee the safe serviceof structures, operating under pressure. Among the varietiesof magnetic control the method of measurement of coerciveforce possesses significant advantages due to its quick-res-ponse. After measurements it allows making assessment ofstress-strain state in welded structures and to predict theirresidual life. In addition, this method gives an opportunityto detect the area, subjected to fracture in service, withoutapplying loading before reaching the limiting state.On the example of oxygen cylinders a physical-mathematicalmodel was obtained, which makes it possible to calculatethe strength of vessels with account for magnetic inhomo-geneity. As a result of carried out calculations by the fini-te-element method the critical values of pre-fracture pressurewere found in test cylinders at 9—10 % error, which occursdue to incomplete information on measurement of wall thic-kness, use of data of mechanical tests for uniaxial stressedstate, as well as non-uniformity of metal structure. Metal-lographic and crystallographic peculiarities were studied,confirming the dependence of coercive force on structure-texture parameters of steel.For practical application of the mentioned method, the tes-ting of regions, representing hazard for service of structuresis offered. These regions can be preliminary revealed on thebasis of measurement of wall thickness using EMA method.For this purpose, a stand was designed which gives an op-portunity to determine the degree of damage of walls ofvessels and to measure the coercive force in hazardous areas,that will allow increasing the safety of their service.

PECULIARITIES OF CORROSION-HYDROGEN DEG-RADATION OF PROPERTIES OF WELDED JOINTSOF MAIN GAS PIPELINES. G.M. Nikiforchin, O.T. Tsi-rulnik, O.I. Zvirko, M.I. Gredil, V.A. Voloshin (G.V. Kar-penko Physical-Mechanical Institute of NASU, Lvov, Uk-raine). Long-term service of main gas pipelines causes theirdamage, mainly of corrosion and corrosion-mechanical na-ture. According to statistic data, 70—80 % of all knownfailures of main pipelines are connected with welded joints(WJ), and for prediction of further term of their service itis necessary to take into account the change of mechanicaland electrochemical properties of pipe metal during service.The paper is devoted to investigation of effect of long-timeservice on mechanical and electrochemical characteristics ofdifferent zones of WJ of steel of main gas pipeline.Butt weld of steel 17G1S, cut out of pipe (OD – 1220 mm,wall thickness – 12 mm) after its service for 30 years, andalso weld, made on spare pipe, were tested using technologyof pipes welding under the site conditions. Metal state wastested for characteristics of strength and ductility (in thecenter of tensile specimen there was the test zone of WJ withcircular stress raiser of 1 mm diameter) and impact strengthby Charpy method. Electrochemical characteristics of metal


136

круглим концентратором діаметром 1 мм) та ударноїв’язкості за методом Шарпі. Електрохімічні характерис-тики металу (потенціал без струму E0 та поляризаційнийопір Rp) визначали з поляризаційних кривих, знятих урозчині H2SO4 (рН 1).Виявлено, що тривала експлуатація труб незначновпливає на характеристики міцності металу ЗЗ, але спри-чиняє істотну деградацію характеристик пластичності таударної в’язкості. Встановлено різну корозійну тривкістьрізних зон ЗЗ металу у вихідному стані, а тривала екс-плуатація практично однаково погіршує опірність корозіївсіх зон ЗЗ. Загалом потенціали без струму різних зонЗЗ у вихідному стані відрізняються між собою не більше,ніж на 35 мВ. Враховували, що корозійну тривкість пев-них зон ЗЗ визначає не тільки їх поляризаційний опір,але і взаємну поляризацію, яка може спричиняти і вибір-кову корозію, і наводнювання металу. Під цим кутом зорувиявлено, що різні зони ЗЗ по різному поляризуються доі після експлуатації, анодні та катодні ділянки можутьмінятися місцями, а це відбиватиметься на кінетиці ло-кальної корозії та прояві водневого окрихчення.

СТАРЕНИЕ СВАРНЫХ ОТВЕТСТВЕННЫХ КОНСТ-РУКЦИЙ И ПОИСК МЕТОДА НЕРАЗРУШАЮЩЕЙОЦЕНКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА УДАРНО-МУ ВОЗДЕЙСТВИЮ. Ф.И. Пантелеенко, А.С. Снарс-кий (Белорус. нац. техн. ун-т, Минск, Беларусь). Эф-фективные решения вопросов надежной эксплуатации раз-личных ответственных металлических конструкций, понашему мнению, весьма востребованы в химической, не-фтеперерабатывающей, металлургической и строительнойотраслях. К указанным конструкциям, в первую очередь,относятся сосуды и аппараты, работающие под давлением;магистральные и технологические трубопроводы; мосты;грузоподъемные краны и другие объекты. Аварийное раз-рушение ряда указанных конструкций приводит ежегоднок многомиллиардным финансовым потерям и человечес-ким жертвам. Вероятность аварийного разрушения пра-ктически любой металлоконструкции повышается с увели-чением срока ее эксплуатации, что связано с физическимипроцессами старения металла. Характерной особенностьюпроявления старения большинства конструкционных уг-леродистых и низколегированных сталей является сниже-ние сопротивления металла ударному воздействию (удар-ной вязкости). Так, например, для большинства трубныхсталей (марганцево-кремниевых) после 30 лет эксплуата-ции ударная вязкость может снижаться в 3—6 раз и бытьменьше допустимых значений.Предлагается неразрушающий метод определения удар-ной вязкости стальных конструкций, в том числе полу-ченных сваркой, основанный на эмпирических зависимос-тях по взаимосвязи параметров отпечатка пирамидальногоиндентора при определении твердости по Виккерсу с от-носительным сужением материала и его ударной вязко-стью. Экспериментально подтверждена работоспособ-ность предлагаемого метода путем сравнения значенийударной вязкости сталей Ст3, 20, 09Г2С, 17ГС, 15Х5М и12Х18Н10Т, оцененной по стандартному и предлагаемомуметодам. Установлена хорошая корреляция полученныхзначений (по предлагаемому неразрушающему методу оп-ределения ударной вязкости) со значениями, получен-ными по стандартному методу (на специальных образцах,вырезанных из диагностированной конструкции). Приэтом использование переносных твердомеров позволяетопределять ударную вязкость практически в любой до-ступной точке диагностируемой конструкции без вырезкииз нее образцов.

(potential without current E0 and polarization resistanceRp) were determined from polarization curves taken in so-lution H2SO4 (pH 1).It was revealed that long-term service of pipes slightly in-fluences the characteristics of strength of WJ metal, butcauses the significant degradation of characteristics of duc-tility and impact toughness. Different corrosion susceptibi-lity of different zones of WJ metal in initial state was de-termined, and long-tern service deteriorates almost similarlythe corrosion resistance of all the zones of WJ. In general,the potentials without current of different zones of WJ ininitial state are differed between themselves for not morethan by 35 mV. It was taken into account that corrosionsusceptibility of definite zones of WJ defines not only theirpolarization resistance, but also mutual polarization, whichcan cause a selective corrosion and hydrogen-inducing ofmetal. Thus, it was revealed that different zones of WJ arepolarized in different way before and after service, anodeand cathode regions can change their places, and this influ-ences the kinetics of local corrosion and appearance of hyd-rogen embrittlement.

AGEING OF WELDED CRITICAL STRUCTURES ANDSEARCH FOR METHOD OF NONDESTRUCTIVE AS-SESSMENT OF METAL RESISTANCE TO IMPACT AC-TION. F.I. Panteleenko, A.S. Snarsky (Belarus NationalTechnical University, Minsk, Belarus). Effective solutionsof problems of safe service of different critical metal struc-tures are urgently required, in our opinion, in chemical,petroleum refining, metallurgical and construction industri-es. The mentioned structures include, first of all, the vesselsand units, operating under pressure; main and technologicalpipelines; bridges; hoisting cranes and other objects. Theemergency fracture of some mentioned structures leads an-nually to many-billion financial losses and human victims.The probability of emergency fracture of any metal structurein principle is increased with increase in its term of servicethat is due to physical processes of metal ageing. The peculiarfeature of manifestation of ageing of majority of structuralcarbon and low-alloy steels is the reduction in metal resis-tance to impact action (impact strength). Thus, for example,the impact strength can 3—6 times decrease and be lowerthan admissible values for most of pipe steels (manganese-silicon) after 30 years of service.Nondestructive method is offered for determination of impactstrength of steel structures, including those made by welding.This method is based on empiric relations as to interactionof parameters of dents of pyramidal indenter in determinationof Vicker’s hardness with reduction in area of material andits impact strength. The performance of the offered methodwas experimentally confirmed by comparison of values ofimpact strength of steels St3, 20, 09G2S,17GS, 15Kh5Mand 12Kh18N10T, evaluated by standard and offered met-hods. A good correlation of obtained values (by offered non-destructive method of determination of impact strength)with values, obtained by standard method (on special spe-cimens cut out from diagnosed structure) was established. Moreover, the application of portable hardness meters allowsdetermination of impact strength almost in any accessiblepoint of structure being diagnosed without cut out of speci-mens from it.


137

ПРИМЕНЕНИЕ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИСТОВSWIP ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБО-РУДОВАНИЯ. А.И. Панфилов (ООО «Стил Ворк»,Кривой Рог, Украина). Одним из основных направленийработы компании ООО «Стил Ворк» является производ-ство износостойких биметаллических листов на производ-ственной базе в г. Кривой Рог под торговой маркойSWIP – Steel Work Innovation Plate (Инновационныеплиты Стил Ворк).Биметаллические листы SWIP – это металлический мате-риал, состоящий из двух слоев – основного и наплавлен-ного – имеющих различные функции. Основной слойслужит для восприятия механических нагрузок, наплав-ленный слой имеет более высокую, чем у основного слоя,износостойкость. Особенная структура наплавленногослоя позволяет изготавливать из биметаллических листовразличные конструкции с применением, в том числе, валь-цовки, гибки и сварки.Применение биметаллических листов SWIP дает следую-щие преимущества:• высокую износостойкость защищаемой поверхности;• продление ресурса оборудования в сравнении с класси-ческой футеровкой в 4—6 раз;• сокращение издержек на ремонт в 3—5 раз;• простоту монтажа футеровки, минимальные трудозатра-ты на монтаж;• уменьшение веса конструкции до 30 %.Увеличение срока службы изнашиваемых деталей обеспе-чивает: отсутствие длительных простоев производства, от-падает потребность в приобретении нового дорогостояще-го оборудования, сокращение затрат на обслуживание иремонты, сокращение затрат на специальные ремонтныебригады, а самое главное увеличение ресурса основногодорогостоящего оборудования путем уменьшения количес-тва его ремонтов.Применение биметаллических листов SWIP в подъемныхсосудах рудных и угольных шахт позволяет увеличить ихпроизводительность за счет снижения веса и объема футе-ровки, значительно снизить расходы электроэнергии врасчете на 1 т добытого сырья. Также данная технологияпозволяет отрабатывать шахты на более глубокие отметкибез применения конструкции и мощности подъемных ме-ханизмов. Изготовленные из биметалла футеровочныеэлементы дают возможность значительно ускорить выпол-нение ремонтных работ и повысить их качество и безопас-ность. Антиадгезионные свойства наплавленного слоя би-металла эффективно решают задачу налипания влажнойпороды на перегрузочных узлах различного оборудо-вания.Применение изделий и футеровки из биметаллическихлистов в горнодобывающей и металлургической промыш-ленности дает возможность снизить затраты на энергоре-сурсы, повысить производительность технологическогооборудования, снизить себестоимость выпускаемой про-дукции. Применение биметалла в вакуум-камерах и аспи-рационных системах агломерационных машин позволяетснизить потребление природного газа и соответственноснизить выбросы вредных веществ, улучшить экологичес-кую ситуацию в промышленных регионах.Компанией разработаны технологии защиты от износа дляширокого спектра оборудования: ковши экскаваторов,брони шахтных скипов и дозаторов, улиты и лопатки тех-нологических вентиляторов, бункеры, перегрузочные уст-ройства, узлы и детали шаровых мельниц, вакуум-камерыи газоходы обжиговых машин, решетчатые фильтры, се-параторы, трубопроводы, а также много другого оборудо-вания, работающего в условиях износа различных типов.

APPLICATION OF BIMETAL SHEETS SWIP FORPROTECTION OF TECHNOLOGICAL EQUIPMENT.A.I. Panfilov («Steel Work Ltd.», Krivoy Rog, Ukraine).One of the main directions of activity of «Steel Work Ltd»company is production of wear-resistant bimetallic sheets atthe production facility in Krivoy Rog under the trade nameSWIP – Steel Work Innovation Plate.SWIP bimetal plates is the metallic material composed oftwo layers – basic and deposited one having different fun-ctions. The basic layer serves to withstand the mechanicalloads and deposited one has higher wear resistance than basicone. The specific structure of deposited layer allows manu-facturing of different structures from bimetal sheets applyingalso rolling, bending and welding.Application of SWIP bimetallic sheets gives the followingadvantages:• high wear resistance of protective surface;• prolongation of life of equipment as compared to the classiclining by 4—6 times;• reduction of expenses for repair by 3—5 times;• simplicity in mounting lining, minimal labor consumptionfor mounting;• reduction of weight of structure down to 30 %.The increase of service life of worn-out parts is provided by:absence of long idle periods of production, absence in needof purchase of new expensive equipment, reduction of ex-penses for maintenance and repairs, reduction of expensesfor special repair teams, and the most important increase oflife of main expensive equipment is provided by decrease ofnumber of its repairs.The application of SWIP bimetal sheets in lifting vessels ofore and coal mines allows increasing their efficiency due todecrease in weight and volume of lining, considerably dec-reasing the consumption of electricity counting per 1t ofextracted raw material. Also this technology allows workingin mines for deeper levels without changing its design andload-capacity of hoisting mechanisms. The lining elementsmanufactured of bimetal give possibility to accelerate con-siderably the performance of repair works and increase theirquality and safety. Anti-adhesive properties of depositedlayer of bimetal effectively solve the problem of sticking ofa wet mineral to re-loading units of different equipment.The application of products and lining of bimetal sheets inmining and metallurgical industry gives possibility to reduceexpenses for power consumption, to increase the efficiencyof technological equipment, to decrease the cost of outputproducts. The application of bimetal in vacuum chambersand aspiration systems of agglomeration machines allowsreducing the consumption of natural gas and correspondinglydecreasing the exhausts of hazardous substances, improvingenvironmental situation in industrial regions.The company has developed technologies for wear protectionof a wide range of equipment like: buckets of excavators,armors of mine skips and measuring pockets, elbows andblades of technological fans, hoppers, re-load devices, unitsand parts of ball mills, vacuum-chambers and gas ducts ofannealing machines, sieves, separators, pipelines and alsomany other equipment operating under different types ofwear conditions. The method of production of sheets anddesign of equipment for surfacing is patented in Ukraine.Nowadays the products of the company «Steel Work Ltd»are used by such leading enterprises as: «Severny GOK»,«Arselor Mittal Krivoy Rog», «Poltavsky GOK», «Evrazsukhaya balka», «Shakhtoupravlenie «Pokrovskoe», «Sever-stal» and also other enterprises of Ukraine and Russia.The obtained high technical and economical results of ap-plication of bimetallic SWIP lining on technological equip-


138

Способ изготовления листов и конструкция установки длянаплавки запатентованы в Украине и РФ.На сегодня продукцией компании ООО «Стил Ворк»пользуются такие ведущие предприятия как: ПАО «Се-верный ГОК», ПАО «Арселор Миттал Кривой Рог», ПАО«Полтавский ГОК», ПАО «Евраз сухая балка», ПАО«Шахтоуправление «Покровское», ОАО «Северсталь», атакже другие предприятия Украины и России.Полученные высокие технико-экономические показателиприменения биметаллической футеровки SWIP на техно-логическом оборудовании позволяют рекомендовать этутехнологию как перспективную при ремонте различныхобъектов металлургической, горнодобывающей и уголь-ной промышленности.

МОДЕЛЮВАННЯ ЗАРОДЖЕННЯ ТА РОЗПОВСЮД-ЖЕННЯ ВТОМНИХ ПОВЕРХНЕВИХ ТРІЩИН ВЗВАРНИХ З’ЄДНАННЯХ. М.І. Підгурський, Б.П. Та-тарин, І.М. Підгурський (Тернопільський нац. техн. ун-тім. І. Пулюя, Тернопіль, Україна). У зварних з’єднанняхтріщини втоми з’являються зазвичай або в зоні переходувід основного до наплавленого металу або на поверхнінаплавленого металу біля дефектів зварного шва. В обохвипадках утворюються втомні поверхневі тріщини, харак-тер розвитку яких визначає у подальшому ресурс (живу-чість) зварних конструкцій на стадії їх поширення. Узв’язку з цим розглянуті процеси зародження та розпов-сюдження втомних поверхневих тріщин при циклічномунавантаженні великогабаритних зразків, що моделюютьелементи зварних конструкцій. Проведено випробовуван-ня зразків з конструктивних сталей товщиною 4—36 мм таз’єднаннями, що виконані ручним та механізованим елек-тродуговим зварюванням. Досліджувалось зародження тапоширення втомних поверхневих тріщин в зоні переходувід основного металу до наплавленого, а також моделю-вався розвиток тріщин від штучно ініційованих надрізів.Визначені коефіцієнти інтенсивності напружень (КІН),що описують напружено-деформований стан по контуруповерхневих тріщин з урахуванням конструктивної кон-центрації напружень та залишкових зварних напружень іїх градієнтів. Відзначено, що для всіх досліджуваних ви-падків росту поверхневих тріщин, у тому числі при їхоб’єднанні в одну магістральну, поверхневі тріщини на-магаються набути енергетично стабільної форми, при якійКІН по контуру тріщини стають практично однаковими.При цьому, не зважаючи на різке падіння коефіцієнтаконцентрації напружень, зі збільшенням відносної глиби-ни a/t від 0 до 0,2 (a – глибина поверхневої тріщини,t – товщина зразка), співвідношення півосей невеликихповерхневих тріщин є практично незмінним і рівнимa/c = 0,68—0,72. Приблизно таке ж співвідношення пі-восей при енергетично стабільному контурі мають повер-хневі тріщини, що розвиваються в однорідному полі на-пружень. При подальшому рості магістральних поверхне-вих тріщин (a/t > 0,2) в зоні кутового зварного шваспіввідношення a/c різко зменшується (в 1,8—4,2 рази).Основною причиною такої зміни кінетики форми тріщинє їх об’єднання, яке носить імовірнісний характер. Отри-мано апроксимаційні залежності кінетики розвитку повер-хневих тріщин, що розповсюджуються в зонах зварнихз’єднань. Це дозволяє уточнити розрахунок живучості від-повідальних елементів зварних конструкцій.

ment allow recommending this technology as perspectiveduring repair of different objects of metallurgical, mining-extracting and coal industry.

MODELING OF INITIATION AND PROPAGATION OFFATIGUE SURFACE CRACKS IN WELDED JOINTS.M.I. Podgurskiy, B.P. Tatarin, I.M. Podgurskiy (I. Pu-lyuj Ternopol National Technical University, Ternopol, Uk-raine). The fatigue cracks in welded joints are appearedusually either in the zone of transition from base to depositedmetal or at the surface of deposited metal near the welddefects. In both cases the fatigue surface cracks are formed,whose nature of development defines the further life of wel-ded structures at the stage of their propagation. In this con-nection, the processes of initiation and propagation of fatiguesurface cracks were studied at cyclic loading of large-sizespecimens, which model the elements of welded structures.Specimens of structural steels of 4—36 mm thickness andjoints made by manual and mechanized electric arc weldingwere tested. Initiation and propagation of fatigue surfacecracks in the zone of transition from base metal to depositedone were investigated, and the development of crack, initi-ated from artificial notches, was modeled. Coefficients ofstress intensity (CSI) were determined, which describe thestress-strain state around the contour of surface cracks takinginto account the design stress concentration and residualwelding stresses and their gradients. It was found that forall the cases of testing the growth of surface cracks, includingat their combining into one avalanche crack, the surfacecracks try to get the energy-stable shape at which CSI aroundthe crack contour become almost similar. Moreover, in spiteof abrupt drop of coefficient of stress concentration the re-lation of semi-axes of small surface cracks is almost unchan-ged and equal to a/c = 0.68—0.72 with growth of relativedepth a/t from 0 to 0.2 (a – depth of surface crack, t –specimen thickness). Approximately the same relation ofsemi-axes at energy-stable contour is typical of surface crackswhich are developed in uniform field of stresses. At thefurther growth of avalanche surface cracks (a/t > 0.2) therelation a/c is abruptly decreased (1.8—4.2 times) in thezone of a fillet weld. The main cause of this change in kineticsof crack shape is their combining, which has a probabilitynature. Approximate dependencies of kinetics of develop-ment of surface cracks which are propagated in the zones ofwelded joints were obtained. This allows making the calcu-lation of life of critical elements of welded structures moreprecise.


139

НОВЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ ДЛЯ СВАР-НЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ.В.Д. Позняков, С.Л. Жданов, А.А. Максименко (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона, Киев, Украина). В по-следние годы в Украине и странах СНГ для изготовлениястроительных сварных металлоконструкций, при рекон-струкции существующих и сооружении новых спортивныхобъектов все более широкое применение находят микро-легированные высокопрочные стали классов С390—С440.В соответствии с отечественными нормативными докумен-тами и европейскими нормами эти стали поставляются какв нормализированном состоянии, так и после контроли-руемой прокатки толщиной от 16 до 100 мм.С использованием модельных образцов и метода валико-вых проб проведена оценка влияния термического цикласварки (ТЦС) на изменение микроструктуры, показателейпрочности, пластичности и вязкости металла зоны терми-ческого влияния (ЗТВ) сварных соединений сталей марокS355 J2 (С390) и 10Г2ФБЮ (С440). Показано, что подвоздействием ТЦС на участке перегрева металла ЗТВ фор-мируется ферритно-бейнитная структура, причем по мереповышения скорости охлаждения w6/5 от 3 до 30 °С/сувеличивается доля бейнитной составляющей. Это обус-ловливает повышение показателей прочности и ударнойвязкости, но в то же время снижение пластичности металлаЗТВ.Сопротивляемость сварных соединений указанных сталейобразованию холодных трещин исследовали на жесткоза-крепленных стыковых технологических пробах, образцах«жесткий тавр» и методом Имплант. Установлено, чтопри содержании диффузионного водорода в наплавлен-ном металле не более 3 мл/100 г обеспечивается высокаястойкость сварных соединений против образования холод-ных трещин. При большем содержании водорода необ-ходим предварительный подогрев до 60—90 °С.Предложены сварочные материалы для ручной и механи-зированной в защитных газах дуговой сварки, обеспечи-вающие требуемые показатели механических свойств свар-ных соединений на уровне основного металла.На основе проведенных исследований разработаны техно-логические рекомендации по сварке применительно к изго-товлению строительных металлоконструкций для пере-крытия над НСК «Олимпийский» в г. Киеве (сталь S355J2) и навеса над новым футбольным стадионом в г. Казань(сталь 10Г2ФБЮ).

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ЕМКОСТЕЙ ЗА СЧЕТ ПРИ-МЕНЕНИЯ СВАРНЫХ ОБОЛОЧЕК ИЗ ПОЛИМЕР-НЫХ МАТЕРИАЛОВ. М.В. Радченко, Б.И. Мандров(Алтайский гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова, Бар-наул, Россия). На промышленных предприятиях и в ком-мунальном хозяйстве городов используется большое коли-чество емкостей для хранения жидкостей, в том числе ипожарных, эксплуатация которых затруднена из-за нару-шения плотности сварных швов или основного материала.Так, например, в коммунальном хозяйстве среднестатис-тического города с населением 250—300 тыс. эксплуати-руется около 800 шт. емкостей, требующих ремонта. Тра-диционный ремонт емкостей или их демонтаж и строитель-ство новых объектов требует значительных инвестиций,что затруднительно для малобюджетных организаций.Срок службы вышеуказанных объектов можно увеличитьза счет применения сварных оболочек из полимерныхматериалов, вставляемых в емкость. Вертикальная стенкаи днище должны иметь форму, точно копирующую внут-ренний контур емкости. Ширина полимерного листа неболее 5 м, поэтому при необходимости в стенке можно

NEW STRUCTURAL STEELS FOR WELDED BUIL-DING METAL STRUCTURES. V.D. Poznyakov, S.L.Zhdanov, A.A. Maksimenko (The E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Over the recentyears in Ukraine and CIS countries the microalloyed high-strength steels of the grades S390—S440 find ever wider ap-plication for manufacture of building welded metal structu-res in reconstruction of existing and at the same time con-struction of new sport objects. According to the domesticstandardized documents and the European standards thesesteels are supplied both in normalized state, as well as aftercontrollable rolling in thicknesses from 16 to 100 mm.Using model specimens and method of bead-on-plate samplesthe evaluation of effect of thermal cycle of welding (TCW)on change of microstructure, characteristics of strength, duc-tility and toughness of metal of heat-affected zone (HAZ)of welded joints of steels of grades S355 J2 (S390) and10G2FBYu (S440) was carried out. It was shown that underthe effect of TCW at the area of HAZ metal overheating theferrite-bainite structure is formed, moreover, with increasein cooling rate w6/5 from 3 to 30 °C/s the fraction of bainitecomponent increases. This predetermines the increase of va-lues of strength and impact toughness, but at the same timethe decrease of ductility of HAZ metal.The resistance of welded joints of mentioned steels to coldcracks formation was investigated at the rigidly fixed butttechnological samples, specimens «rigid T-joint» and usingImplant method. It was established that at the content ofdiffusive hydrogen in deposited metal of not more than3 ml/100 g the high resistance of welded joints against coldcracks formation is provided. At the higher content of hyd-rogen the preheating up to 60—90 °C is required.Welding consumables for manual and mechanized arc wel-ding in shielding gases were offered providing required valuesof mechanical properties of joints at the level of base metal.Basing on the carried out investigations the technologicalrecommendations on welding as applied to manufacture ofbuilding of metal structures for roofing over the NSC «Olim-piysky» in Kiev (steel S355 J2) and shelter over the newfootball stadium in Kazan (steel 10G2FBYu) were workedout.

IMPROVEMENT OF SERVICE LIFE OF CONTAINERSBY APPLICATION OF WELDED SHELLS OF POLY-MERIC MATERIALS. M.V. Radchenko, B.I. Mandrov(Altai State Technical University, Barnaul, Russia). Atthe industrial enterprises and communal services of cities alarge number of containers are used for storage of liquids,including also flammable ones, the service of which is dif-ficult due to violation of leak tightness of welds or basemetal. Thus, for example, in communal services of mean-sta-tistic city with 250—300 thousand population about 800 pi-eces of containers, requiring repair, are in service. The tra-ditional repair of containers or their dismantling and const-ruction of new objects requires large investments, that isproblematic for low-budget organizations.The service life of the above-mentioned objects can be in-creased by application of welded shells of polymeric mate-rials, inserted into containers. The vertical wall and bottomshould have a shape, precisely copying the internal contourof the container. The width of polymeric sheet is not morethan 5 m, therefore, it is possible to use, if necessary, an


140

использовать нахлесточное соединение, а для ее приваркик днищу угловое соединение, выполняемые экструзионнойсваркой.Эксперименты, проведенные на сварных моделях емкос-тей, доказали техническую возможность выполнения по-добных проектов, однако для их практической реализациинеобходимо решить ряд проблем как информационного,так и технического плана:• отсутствие нормативной документации на вышеуказан-ные объекты;• затруднения в оценке прочности сварных соединенийпри испытании на растяжение, связанное с использовани-ем образцов разных типов для основного материала и длясварных соединений;• отсутствие устройств для фиксации листов во время мон-тажа оболочки;• отсутствие специализированных насадок для экстру-зионной сварки угловых соединений стенки с днищем,особенно при сварке внутренних угловых поворотов. Оче-видно, что для реализации проектов необходимы иссле-дования.Решение вышеперечисленных проблем позволит сущест-венно расширить применение полимерных материалов иповысить эффективность проведения работ по реконст-рукции емкостей.

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМУЛЫ ПРОГИБА ЛОБО-ВОЙ КРОМКИ ЛИСТОВЫХ ПОЛОТНИЩ С УЧЕ-ТОМ ЭМПИРИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ДЛИ-НЫ ВЫЛЕТА И ТОЛЩИНЫ ЛИСТОВ. В.А. Роянов1,П.В. Коросташевский2 (1ГВУЗ «ПГТУ», Мариуполь,Украина, 2НТК ЧАО «АЭС», Мариуполь, Украина). Ос-новные положения методики расчета деформаций лобовойкромки листов и листовых полотнищ при их перемещениипо роликовым полям линий их сборки и сварки разрабо-таны ранее. При этом для определения прогибов консоль-но свисающих кромок при их прохождении по неприво-дному роликовому полю была выбрана расчетная схема ввиде консольной балки с заделкой с одного из концов,нагруженной по всей длине равномерно распределеннойнагрузкой – собственным весом. Однако результаты за-меров прогибов, полученные при проведении эксперимен-тальных работ, показали, что фактические деформациисерьезно отличаются от расчетных.В ходе уточнения расчетной схемы часть полотнища сосвисающей кромкой была представлена в виде балки, ус-тановленной на двух шарнирных опорах с консольнымвылетом и нагруженной по всей длине равномерно расп-ределенной нагрузкой – собственным весом. Исходя издифференциального уравнения изогнутой оси (упругойлинии) балки для данной расчетной схемы выведено ба-зовое уравнение, решенное в дальнейшем относительнопрогиба консольно свисающей лобовой кромки листов илистовых полотнищ. В итоге были выведены уточненныеформулы прогибов лобовой кромки. Значения дефор-маций, полученные по выведенным формулам, оказалисьзначительно ближе к результатам опытных замеров. Приэтом максимального совпадения результатов практичес-ких замеров прогибов лобовой кромки и их значений, по-лученных расчетным путем, удалось достичь при введениив формулу прогиба эмпирического коэффициента Kэ, рав-ного hмм/3lм, где hмм и lм – безразмерные величины,численно равные соответственно толщине листа в милли-метрах и длине консольного вылета лобовой кромки листа(листового полотнища) в метрах, при котором определя-ется ее прогиб.

overlap joint in the wall and a fillet joint for its welding-onto the bottom, applying the extrusion welding.Experiments, carried out on welded models of containers,proved the technical capability of fulfillment of similar pro-jects. However, for their practical realization it is necessaryto solve some problems of both information and also technicalaspect:• absence of standardized documentation for the above-men-tioned objects;• difficulty in assessment of strength of welded joints attensile tests, connected with use of specimens of differenttypes for base metal and for welded joints;• absence of devices for fastening sheets during shell moun-ting;• absence of specialized tips for extrusion welding of filletjoints of wall with bottom, in particular in welding of in-ternal fillet turns. It is evident that the investigations arerequired for the realization of projects.Solution of the above-listed problems will allow great wi-dening of application of polymeric materials and increasingthe efficiency of works for the reconstruction of containers.

INVESTIGATION OF FORMULA OF END EDGE BEN-DING OF SHEET PANELS BY ACCOUNTING FOR EM-PIRIC COEFFICIENT OF STICKOUT LENGTH ANDSHEET THICKNESS. V.A. Royanov1, P.V. Korostashev-sky2 (1Preazovsky State Technical University, Mariupol,Ukraine; 2NTC PJSC «AES», Mariupol, Ukraine). Themain statements of procedure for calculation of deformationsof end edge of sheets and sheet panels during their movingalong the roller fields of lines of their assembly and weldingwere developed earlier. Moreover, to determine the bendsof console-hanging down edges during their passing alongthe non-driven roller field, the calculation scheme was de-veloped in the form of a console beam with sealing at oneof the ends, loaded along the entire length by the uniformlydistributed load, i.e. by natural weight. However, the resultsof measurements of bends, obtained during experiments, sho-wed that real deformations greatly differ from the calculatedones.During specifying the calculation scheme, a part of panelwith handing down edge was presented in the form a beam,mounted on two hinged supports with a console stickout andloaded along the length by the uniformly distributed load,i.e. natural weight. Coming from a differential equation ofbent axis (elastic line) of beam for the given calculationscheme, a basic equation was derived, solved further concer-ning the bending of console-hanging down end edge of sheetsand sheet panels. As a result, the more precised formulas ofbends of end edge were derived. Values of deformations ob-tained by the derived formulas occurred to be more close tothe results of experimental measurements. Here, the max-imum coincidence of results of practical measurements ofbends of end edges and their values, obtained by calculations,was managed to be reached by adding the empiric coefficientKe, equal to hmm/3lm, into the formula of bending, wherehmm and lm are the dimensionless values, numerically equal,respectively, to thickness of sheet in millimeters and lengthof console stickout of end edge of sheet (sheet panel) inmeters, at which its bending is determined.Thus, it was managed to take into account the additionaleffect of thickness of sheets and stickout of console-hanging-down end edge and to obtain the more precise formulas of


141

Таким образом, удалось учесть дополнительное влияниетолщины листов и вылета консольно свисающей лобовойкромки и получить более точные формулы расчета ее де-формаций, что имеет практическое значение при конст-руировании технологического оборудования сборочно-сварочного производства.

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВСВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА МЕДНОЙ ОСНОВЕ.А.В. Свиридов, А.Г. Гринь (Донецкая гос. машиностр.акад., Краматорск, Украина). Работоспособность и до-лговечность изделий, изготовленных из меди, на примерекристаллизаторов ЭШН ЖМ, определяются эксплуата-ционной стойкостью, прежде всего механическими свой-ствами. В связи с этим были проведены исследованиямеханических свойств сварных соединений при рабочихтемпературах, выполненных различными сварочными ма-териалами.Исследования эксплуатационной стойкости сварных сое-динений проводили согласно стандартным методикам.Учитывая, что рассматриваемое изделие (кристаллизаторЭШН ЖМ) работает при повышенных температурах, ис-пытания механических свойств проводили в интервалетемператур от комнатной до температуры возможного пе-регрева (20—400 °С). Для сравнительной оценки механи-ческих свойств при этих же температурах испытывалисьобразцы, сваренные различными сварочными материала-ми: прессованными порошковыми проволоками диамет-ром 5 и 8 мм, электродами марки «Комсомолец-100», ав-томатической сваркой с использованием сварочной про-волоки марки М1 под слоем флюса АН-М1 и проволокимарки Бр.КМц3-1 в среде аргона. Механические свойстваопределяли по результатам испытаний четырех образцовпо каждому показателю. Испытания на растяжение образ-цов, изготовленных из сварного соединения, выполненно-го вышеуказанными сварочными материалами, показали,что разрушение их происходит по околошовной зоне врезультате разупрочнения основного металла в процессесварки и более высокой прочности металла сварного шва.Из приведенных исследований видно, что прочность ме-талла швов, выполненных прессованной порошковой про-волокой, начинает уменьшаться при температуре испы-тания выше 300 °С. Относительное удлинение металлашва не изменяется в интервале исследованных температур.Металл швов, выполненных другими сварочными мате-риалами, менее легирован, имеет более низкую темпера-туру рекристаллизации и теряет прочностные и пластич-ные свойства при более низкой температуре.

КОРОЗІЙНО-МЕХАНІЧНЕ РУЙНУВАННЯ ТРУБ-НИХ СТАЛЕЙ ІЗ ЗВАРНИМИ З’ЄДНАННЯМИ ВСІРКОВОДНЕВИХ СЕРЕДОВИЩАХ. М.С. Хома (Фі-зико-механічний ін-т ім. Г.В. Карпенка НАН України,Львів, Україна). При розробці газонафтових родовищ наглибоководному шельфі Чорного моря, де можливий під-вищений вміст сірководню, необхідно використовуватиматеріали, що забезпечують високу роботоздатність об-ладнання. Це пов’язано з тим, що в сірководнево-хло-ридних середовищах спостерігається висока швидкість ко-розії та наводнювання металів та їх зварних з’єднань, щовикликає прискорене корозійно-механічне руйнування.Дослідження металів у сірководневих середовищах про-водять переважно за постійних деформації чи навантажен-нях. Однак при проектуванні гідроконструкцій, що будутьконтактувати із сірководневими розчинами, необхідноприймати до уваги і можливість знакозмінних напруженьвід хвилювання моря та вітрового навантаження.

calculation of deformations that has a practical importancein designing the equipment of assembly-welding manufactu-ring.

INVESTIGATION OF MECHANICAL PROPERTIES OFWELDED JOINTS ON COPPER BASE. A.V. Sviridov,A.G. Grin (Donetsk State Engineering Academy, Krama-torsk, Ukraine). Serviceability and long life of products,made of copper, on the example of moulds for ESS LM, aredefined by service life, first of all, by mechanical properties.In this connection, the investigations of mechanical proper-ties of welded joints at operating temperatures, made bydifferent welding consumables, were investigated.Investigations of service life of welded joints were carriedout in accordance with standard methods.Taking into account that the examining product (mould forESS LM) is operating at elevated temperatures, the tests ofmechanical properties were performed within the range oftemperatures from room up to temperature of possible over-heating (20—400 °C). For comparative evaluation of mecha-nical properties the specimens welded with different weldingconsumables were tested at the same temperatures: pressedpowdered wires of 5 and 8 mm diameter, electrodes of grade«Komsomolets-100», automatic welding using welding wireof grade M1 under layer of flux AN-M1 and wire of gradeBr.KMts3-1 in argon. Mechanical properties were determi-ned from results of testing four specimens for each charac-teristic. Tensile tests of specimens, manufactured of weldedjoint, made by the above-mentioned materials, showed thattheir fracture occurs in near-weld zone as a result of weake-ning of base metal during welding and higher strength ofweld metal.It is seen from the given investigations that the strength ofmetal of welds made by pressed powdered wire, begins dec-reasing at test temperature above 300 °C. Elongation of weldmetal is not changed within the range of test temperatures.Metal of welds, made by other welding consumables, lessalloyed, has the lower temperature of recrystallization andlosses strength and ductile properties at lower temperature.

CORROSION-MECHANICAL FRACTURE OF PIPESTEELS WITH WELDED JOINTS IN HYDROGENSULPHIDE ENVIRONMENTS. M.S. Khoma (G.V. Kar-penko Physical-Mechanical Institute of NASU, Lvov, Uk-raine). In mining of gas-oil fields at the deep-water shelf ofthe Black Sea, where the increased content of hydrogen sul-phide is possible, it is necessary to apply materials whichprovide the high serviceability of the equipment. This isconnected with the fact that in hydrogen sulphide-chlorideenvironments a high rate of corrosion and hydrogenation ofmetals and their welded joints are observed, thus causingthe accelerated corrosion-mechanical fracture. Investigationsof metals in hydrogen sulphide environments are carried outmainly at continuous deformations and loads. However, indesigning of hydraulic structures, which will have contactwith hydrogen sulphide solutions, it is necessary to take intoattention also the possibility of alternate stresses caused bysea waves and wind loads.


142

Встановлено, що зварні з’єднання феритно-перлітних таперлітних трубних сталей у сірководневих розчинах підстатичними і циклічними напруженнями руйнуються пере-важно у зоні термічного впливу (ЗТВ) внаслідок зростан-ня в процесі кородування у 3—4 рази її мікроелектро-хімічної гетерогенності, що приводить до інтенсифікаціїлокальної корозії, а також збільшення в ~1,25 раза, порів-няно з основним металом, концентрації дифузійно-рухли-вого водню. Інтенсифікації корозійних процесів в металіЗТВ сприяють також механічні напруження: в областіпружних деформацій її мікроелектрохімічна гетероген-ність зростає до 130 мВ в межах пружної деформації, до170 мВ – пластичної і до ~300 мВ – в області зосеред-женої пластичної деформації. Показано, що за циклічнихасиметричних напружень (σа = 0,2σ0,2) опір руйнуваннюзварних зразків сталі 17Г1СУ знижується в більшій мірі,ніж зразків з основного металу. Наявність у зварному швіпор, лінійні розміри яких не перевищують допустимих,згідно з ВСН 012-88, приводить до зниження опірностізварних зразків сірководневому корозійному розтріску-ванню на ~20 %, а за циклічних асиметричних напруженьїх довговічність не перевищує декількох годин.Отже, корозійно-механічне руйнування феритно-перліт-них та перлітних трубних сталей із зварними з’єднаннямиу сірководневих розчинах протікає як за механізмом во-дневого окрихчення, так і за механізмом прискореноголокального розчинення напруженої ЗТВ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЛУЧЕНИЯ СО-ЕДИНЕНИЙ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛА-ВОВ РЕАКЦИОННО-ДИФФУЗИОННЫМ СПОСО-БОМ. К.А. Ющенко, Т.Н. Кушнарева, В.Е. Мазурак(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Литейные никелевые сплавы, особеннонаправленной кристаллизации и монокристаллические,являются основными конструкционными материаламидля изготовления направляющих и рабочих лопаток тур-бин в теплонапряженных газотурбинных двигателях(ГТД) и наземных газотурбинных установках (ГТУ). По-лучение равнопрочных неразъемных соединений и восста-новление деталей турбин без расплавления основного ма-териала при сохранении исходной структуры после ремон-та с обеспечением необходимых служебных характеристиксоединений деталей является актуальной задачей.Проведены исследования особенностей формированиясоединений реакционно-диффузионным способом с ис-пользованием металлов-депрессантов IVa и Va групп длясплавов типа ЖС6У, ЧС70, IN738, МА IN758, ЖС26,ЖС32, ЖС36, PWA-1480.Выполнены микроструктурные исследования фазовогосостава материалов швов и рассмотрена взаимосвязьмежду химическим составом присадочного материала итехнологических параметров с физико-механическимисвойствами соединений. Сформулированы металловед-ческие особенности формирования соединений.Проведены механические испытания на кратковременнуюпрочность при растяжении (20, 900, 1000, 1100 и 1200 °С)и длительную прочность при 900 °С (под нагрузкой 300—350 МПа).Результаты механических испытаний показали, что уро-вень прочности соединений составляет 0,8—0,9 прочностиосновного металла с разрушением образцов за пределамизоны шва.Технологический процесс реализован при получении не-разъемных соединений сложной формы и ремонте натур-ных деталей конструктивных элементов авиационных ГТДиз жаропрочных никелевых сплавов.

It was found that welded joints of ferrite-pearlite pipe steelsin hydrogen sulphide solutions under static and cyclic stressesare fractured mainly in a heat-affected zone (HAZ) due to3—4 times increase in its microelectrochemical heterogeneityin the process of corroding, thus leading to intensificationof a local corrosion, as well as 1.25 increase also in concen-tration of diffusion-mobile hydrogen, as compared with thebase metal. Intensification of corrosion processes in HAZmetal promotes also mechanical stresses: in the region ofelastic deformations its microelectrochemical heterogeneityincreases up to 130 mV within the ranges of elastic defor-mation, up to 170 mV – plastic deformation and up to~300 mV – in the region of concentrated plastic deforma-tion. It is shown that at cyclic asymmetric stresses (σa == 0.2σ0.2) the fracture resistance of welded joints of steel17G1SU is reduced larger than that in specimens of basemetal. The presence of pores in welded joints, linear sizesof which do not exceed admissible ones in accordance withVSN 012-88, leads to decrease in resistance of welded jointsto hydrogen sulphide corrosion cracking by ~20 %, and atcyclic asymmetric stresses their surface life does not exceedseveral hours.Thus, the corrosion -mechanical fracture of ferrite-pearliteand pearlite pipe steels with welded joints in hydrogen sul-phide solutions is proceeding both according to the mecha-nism of hydrogen embrittlement, and also according to mec-hanism of accelerated local weakening of stressed HAZ.

RESULTS OF INVESTIGATIONS OF PRODUCING JO-INTS OF HEAT-RESISTANT NICKEL ALLOYS BY RE-ACTION-DIFFUSION METHOD. K.A. Yushchenko, T.N.Kushnareva, V.E. Mazurak (The E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Foundry nickel al-loys, in particular of a directed crystallization and monoc-rystalline ones, are the main structural materials for manu-facture of vanes and blades of turbines in heat-stressed gasturbine engines (GTE) and on-land gas turbine units(GTU).Producing of full-strength permanent joints and res-toration of turbine parts without melting of base metal,preserving the initial structure after repair, providing requ-ired service characteristics of joints of parts is an urgentproblem.Investigations of peculiarities of formation of joints by re-action-diffusion method using metals-depressants of IVa andVa groups for alloys of type ZhS6U, ChS70, IN738, MAIN758, ZhS26, ZhS32, ZhS36, PWA-1480 were carried out.Microstructural examinations of phase composition of ma-terials of welds were made and interaction was studied be-tween the chemical composition of filler material and tech-nological parameters and physical-mechanical properties ofjoints. Metals science peculiarities of joints formation wereformulated.Mechanical tests were performed for short-time tensilestrength (20, 900, 1000, 1100 and 1200 °C) and long-timestrength at 900 °C (under load of 300—350 MPA).Results of mechanical tests showed that the level of strengthof joints is 0.8—0.9 of strength of base metal with fractureof specimens beyond the weld zone.Technological process was realized in producing permanentjoints of intricate shape and repair of full-scale parts ofdesign elements of aviation GTE of heat-resistant nickel al-loys.


143

ОЦЕНКА КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ АНИЗОТ-РОПИИ УПРУГИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА ШВОВ НИ-КЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НА-НОИНДЕНТИРОВАНИЯ. К.А. Ющенко1, В.С. Савчен-ко1, А.В. Звягинцева1, Н.О. Червяков1, В.Н. Ткач2 (1Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина; 2Ин-т сверхтвердых материалов им. В.Н. Ба-куля НАН Украины, Киев, Украина). Сварные швы нике-левых сплавов с аустенитной структурой весьма чувстви-тельны образованию горячих трещин в температурном ин-тервале провала пластичности ( 700—1000 °С). Трещиныпроходят по большеугловым границам аустенитных зерени связаны с процессом упругопластического деформиро-вания в швах при выполнении сварки. Учитывая поли-кристаллическое строение швов, значительное влияние напроцессы деформирования оказывает анизотропия упру-гих свойств металла. Оценивали изменения свойств моду-ля упругости в соседних зернах швов, между которымипроходит горячая трещина. Учитывая ограниченный раз-мер зерен, для оценки модуля упругости применяли нано-индентирование с использованием индентора Берковича.При этом нагрузка на индентор составляла 20 мН.Информацию о кристаллографической ориентации сосед-них зерен получали с использованием дифракции отра-женно рассеянных электронов с помощью специальнойприставки к сканирующему электронному микроскопу.Было показано, что сварной шов состоит из зерен, разде-ленных большеугловыми границами, и имеющих произ-вольную ориентацию кристаллографических плоскостей.Адресное, в пределах каждого зерна, определение модуляупругости показало значительное отличие его значения взависимости от кристаллографического направления, при-чем минимальное значение модуля упругости соответст-вует направлению <100>, а максимальное <111>.Можно предположить, что такое отличие приведет к повы-шению локальной пластической деформации в пригранич-ных участках зерен в швах при сварке и будет способст-вовать формированию условий межзеренного разрушенияпри образовании трещин.

ASSESSMENT OF CRYSTALLOGRAPHIC ANISOTRO-PY OF ELASTIC PROPERTIES OF WELD METAL OFNICKEL ALLOYS BY USING NANOINDENTATION.K.A. Yushchenko1, V.S. Savchenko1, A.V. Zvyagintseva1,N.O. Chervyakov1, V.N. Tkach2 (1The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine; 2V.N. BakulInstitute of Superhard Materials of NASU, Kiev, Ukraine).Welds of nickel alloys with austenite structure are very sen-sitive to the formation of hot cracks within the nil-ductilitytemperature range (700—1000 °C). Cracks are passing alonghigher-angle boundaries of austenite grains and are due tothe process of elastic-plastic deforming in welds during wel-ding. Taking into account the polycrystalline structure ofwelds, the anisotropy of elastic properties of metal greatlyinfluence the processes of deforming. Changes in propertiesof elasticity modulus in neighboring grains of welds, betweenwhich the hot crack is passed, were evaluated. With accountfor a limited size of grains, to evaluate the elasticity modulusthe nanoindentation was used by applying the Berkovichindenter. Here, the load for indenter was 20 mN.Information about crystallographic orientation of neighbo-ring grains was obtained by the diffraction of back-scatteredelectrons using a special attachment to the scanning electronmicroscope. It was shown that weld consists of grains, divi-ded by higher-angle boundaries and having random orienta-tion of crystallographic planes. Address determination ofelasticity modulus within each grain showed the significantdifference of its value depending on crystallographic direc-tion, moreover, the minimum value of elasticity moduluscorresponds to direction <100>, and maximum – to <111>.It can be assumed that this difference will lead to increasein a local plastic deformation in the near-boundary areas ofgrains in welds during welding and will promote the forma-tion of conditions of intergranular fracture at cracks forma-tion.


144

НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ

И ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА

NONDESTRUCTIVE TESTING AND

TECHNICAL DIAGNOSTICS

ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИУЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ LRUT ДЛЯ ОБ-НАРУЖЕНИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПОРАЖЕНИЙМЕТАЛЛА МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ.Е.А. Давыдов1, А.Л. Шекеро1, П.С. Юхимец1, М. Ми-ховски2, А. Алексиев2, Й. Мирчев2 (1Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина; 2Ин-тмеханики БАН, София, Болгария). Для обнаружениякоррозионных поражений внутренних поверхностей неф-те- и газопроводов в настоящее время применяются вну-тритрубные ультразвуковые и магнитные дефектоскопы.При этом 100%-ый контроль такими системами во многихслучаях выполнить невозможно из-за отсутствия камерпуска и приема диагностических устройств, отсутствияврезок для подключения других трубопроводов перемен-ного по длине диаметра. Большим недостатком систем вну-тритрубной диагностики является низкая скорость движе-ния внутритрубного снаряда. Чувствительность такогоконтроля обычно ограничена размером выявляемых де-фектов и глубиной коррозионных поражений, которыесоставляют от 20—30 % толщины стенки трубы. Таким об-разом, выявление внутренних дефектов и коррозионныхпоражений в стальных трубопроводах, не подлежащихвнутритрубной дефектоскопии, является сложной проб-лемой.Эти проблемы позволяет решить современная технологиянизкочастотного ультразвукового контроля направленны-ми волнами (LRUT). LRUT использует низкочастотныенаправленные ультразвуковые волны, способные распрос-траняться на расстояние 50 м и более из одного местаустановки акустической антенны, что дает возможностьпроводить диагностику протяженных объектов с ограни-ченным доступом к поверхности металла, в частности, ма-гистральных нефте- и газопроводов. Применение даннойтехнологии позволяет значительно повысить производи-тельность контроля, снизить материальные затраты наподготовку поверхности трубопровода, выполнять анализданных в реальном времени.Институтом электросварки им. Е.О. Патона НАН Украи-ны совместно с Институтом механики Болгарской акаде-мии наук в рамках выполнения Европейского исследова-тельского проекта «INNOPIPES» проводятся совместныеисследования технологии LRUT с целью ее дальнейшегоразвития и практического применения для диагностики иремонта магистральных трубопроводов.

МОДУЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ЦИФРОВОГО РАДИАЦИ-ОННОГО КОНТРОЛЯ. М.Н. Карманов, В.А. Шалаев(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Работы, выполняемые отделом неразру-шающего контроля ИЭС им. Е.О. Патона, направлены наразработку новых принципов построения цифровых сис-тем радиационного контроля, обеспечивающих минимиза-цию стоимости таких систем для каждого конкретного по-требителя при сохранении технических характеристик ифункциональных возможностей в соответствии с требо-ваниями заказчика.Обычно такие системы предлагают в виде мощного про-граммно-аппаратного комплекса, ориентированного наприменение с определенным типом преобразователей ра-диационного изображения в цифровой код (слайд-сканердля ввода изображений рентгенограмм, рентгенотелеви-зионных изображений, преобразование радиационногоизображения с помощью детекторов матричных линеек,лазерные сканеры для беспленочной радиографии).На практике при цифровом радиационном контроле вомногих случаях используется лишь незначительная часть

APPLICATION OF CURRENT ULTRASONIC TESTINGTECHNOLOGY LRUT FOR DETECTION OF CORRO-SION DAMAGES OF METAL OF MAIN PIPELINES.E.A. Davydov1, A.L. Shekero1, P.S. Yukhimets1, M. Mi-khovski2, A. Alexsiev2, G. Mirchev2 (1The E.O. Paton Elec-tric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine, Ukraine;2Institute of Mechanics of BAS, Sofia, Bulgaria). Detectionof corrosion damages of internal surfaces of oil- and gas-pi-pelines is performed in present time by in-tube ultrasonicand magnetic flaw detectors. At that, in number of casesperformance of 100 % testing using such systems is impossibledue to absence of inspection gauge launching-receiving cham-bers, cutting-in for connecting of other pipelines of diametervariable on length. Low speed of movement of pipeline in-spection gauge (PIG) is significant disadvantage of the sys-tems for in-tube diagnostics. Sensitivity of such a testing isas a rule limited by dimensions of found defects and depthof corrosion damages which made 20—30 % of pipe wallthickness. Therefore, detection of internal defects and cor-rosion damages in steel pipelines where in-tube flaw detectioncan not be performed is a complex problem. Current tech-nology of long-range ultrasonic testing (LRUT) allows sol-ving these problems. LRUT uses low-frequency ultrasonicguided waves capable of propagating on 50 m distance andmore from one point of acoustic antenna positioning. Thisprovides the possibility of performance of diagnostics of len-gthy objects with limited access to metal surface, in parti-cular, main oil- and gas pipelines. Application of this tech-nology allows significantly increasing testing efficiency, re-ducing expenses for preparing of pipeline surface, analyzingdata in real time. The E.O. Paton Electric Welding Institutein cooperation with Bulgarian Academy of Sciences performsjoint investigations of LRUT technology in the scope ofresearch project «INNOPIPES» for the purpose of its furtherdevelopment and practical application for diagnostics andrepair of main pipelines.

MODULAR SYSTEMS OF DIGITAL RADIATION TES-TING. M.N. Karmanov, V.A. Shalaev (The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine, Ukrai-ne). Works, performed in department of non-destructive tes-ting of the E.O. Paton Electric Welding Institute, are di-rected on development of new principles of designing ofradiation testing digital systems providing minimization ofcost of such systems for each specific consumer at retentionof technical characteristics and functional capabilities in ac-cordance with customer’s requirements.Such systems as a rule are proposed in a form of powerfulfirmware complex, directed on application with specific typeof converters of radiation images in numerical code (slide-scanner for radiogram images and X-ray television images,input conversion of radiation image with the help of detectorsof matrix scales, laser scanners for filmless radiography).In practice only insignificant part of software tools are usedin number of cases at digital radiation testing. At that, thecustomer has to overpay for unused software resources. Concept of modular design of radiation testing digital sys-tems is proposed, providing the customer with the possibility

НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ NON-DESTRUCTIVE TESTINGИ ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА AND TECHNICAL DIAGNOSTICS

147

программных инструментов. При этом заказчик вынужденпереплачивать за неиспользуемые программные ресурсы.Предлагается концепция модульного построения цифро-вых систем радиационного контроля, обеспечивающеговозможность выбора заказчиком цифровых ресурсов, не-обходимых для расшифровки изображений радиационно-го контроля в каждом конкретном случае. При этом со-храняется возможность дальнейшего расширения и допол-нения системы по мере освоения таких систем и изменениятребований к расшифровке, документированию и архива-ции результатов контроля.В предлагаемой модульной системе могут использоватьсяразличные типы радиационных детекторов (рентгеновс-кая пленка, рентгенотелевизионные камеры, матричныепреобразователи и т. п.) В качестве источника облученияобычно используют рентгеновский аппарат или различныевиды радиационных изотопов.В этом случае для цифрового радиационного контроляимеется возможность выбора минимального набора про-граммных модулей, необходимого для конкретных задачи объемов цифрового радиационного контроля, предпо-лагаемого уровня автоматизации расшифровки, настроен-ного на конкретные конфигурации радиационного конт-роля. Тем самым заказчик минимизирует затраты на при-обретение системы цифрового радиационного контроля.

НЕРУЙНІВНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ДІАМЕТРІВ ЯДЕРЗВАРНИХ ТОЧКОВИХ З’ЄДНАНЬ МЕТОДОМЕЛЕКТРОННОЇ ШИРОГРАФІЇ З ВИКОРИСТАН-НЯМ МЕХАНІЧНОГО ТА ТЕРМІЧНОГО НАВАНТА-ЖЕННЯ. Л.М. Лобанов, В.А. Півторак, І.В. Киянець,В.В. Савицький, О.М. Савицька (Ін-т електрозварюван-ня ім. Є.О. Патона НАН України, Київ, Україна). Роз-роблено неруйнівну методику визначення діаметра ядразварної точки із застосуванням електронної ширографії.Встановлено, що для оцінки розміру ядра зварної точкинеобхідно отримати розподіл похідних уздовж перерізу,який проходить через центр досліджуваної точки, від ком-понентів вектора переміщень, обумовлених дією механіч-ного або термічного навантаження. На кривій розподілупохідних ∂w/∂x або ∂w/∂y спостерігаються екстремуми,відстань між якими відповідає діаметру ядра точки.На основі розробленої методики та устаткування виконанокомплекс експериментальних досліджень з визначення ве-личини ядра як окремої зварної точки, так і розташованоїв масиві зварних точкових з’єднань.Виконані експерименти підтвердили ефективність вико-ристання методу електронної ширографії для неруйнів-ного визначення розміру діаметра ядра зварної точки. Прицьому механічне навантаження доцільно використовуватина тестових зразках в лабораторних умовах, а термічненавантаження є ефективним для застосування розробленоїметодики на натурних об’єктах. Оптимальним для неруй-нівного визначення діаметра ядра зварної точки при дво-бічному доступі до поверхні контрольованого об’єкту євикористання рівномірного нагріву зі зворотнього бокудосліджуваного елемента, а за однобічного доступу –локального нагріву зварної точки з лицьового боку.Результати проведених експериментів показали, що по-хибка з визначення діаметра ядра зварної точки методомелектронної ширографії з використанням термічного на-вантаження не перевищувала 0,4 мм.Встановлено, що під дією термічного навантаження де-формування зварної точки, яка розташована в масиві ін-ших зварних точкових з’єднань, має такий самий харак-тер, як і окремої зварної точки, якщо відстань між такимиточками більша за 20 мм.

of selection of digital resources necessary for decoding ofradiation testing images in each specific case. At that, pos-sibility of further expansion and complement of the systemis preserved in scope of mastering of such systems and chan-ging of requirements on decoding, documentation and archi-ving of testing results.Different types of radiation detectors (X-ray film, X-ray-te-levision camera, matrix converters etc.) can be used in theproposed modular system. X-ray unit or different types ofradiation isotopes are used as a rule as radiation source.In this case, there is a possibility of selection of minimumset of program modules necessary for specific tasks and scopesof digital radiation testing with assumed level of decodingautomation adjusted for specific configuration of radiationtesting. In that way, the customer minimizes the expensesfor purchasing of digital radiation testing system.

NON-DESTRUCTIVE DETERMINATION OF DIAME-TERS OF NUGGETS OF SPOT WELDED JOINTS BYELECTRON SHEAROGRAPHY METHOD USINGMECHANICAL AND THERMAL LOADING. L.M. Lo-banov, V.A. Pivtorak, I.V. Kiyanets, V.V. Savitskiy, O.M.Savitska (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). Non-destructive procedure for de-termination of diameter of weld nugget spot using electronicshearography method was developed. It is determined thatevaluation of dimensions of weld nugget spot requires obta-ining of distribution of derivatives along the section, whichpasses through the center of investigated spot, from compo-nents of vector of displacements due to effect of mechanicaland thermal loading. Curve of distribution of ∂w/∂x або∂w/∂y derivatives has the extremes distance between whichcorresponds to diameter of weld nugget.Complex of experimental investigations on determination ofsize of nugget as a separate weld nugget as well as locatedin a body of welded spot joints was carried out based ondeveloped procedure and equipment.Performed experiments confirmed efficiency of applicationof electron shearography method for non-destructive deter-mination of diameter of weld nugget spot. At that, mecha-nical loading is rational to be used for test specimens underlaboratory conditions and thermal loading is efficient in ap-plication of developed procedure on full-scale objects. Ap-plication of uniform heating from reverse side of studiedelement is optimum for non-destructive detection of diameterof weld nugget spot at double-side access to the surface oftesting object and local heating of weld spot from front sideis good at one-side access.Results of performed experiment showed that error of deter-mination of diameter of weld nugget spot by electron shea-rography method using thermal loading does not exceed0.4 mm.It is determined that deformation of weld spot located inthe body of other welded spot joints has the same characterunder effect of thermal loading as for separate weld spot ifdistance between such spots is higher than 20 mm.Results of performed investigations can be a basis for deve-lopment of technology of contactless non-destructive deter-


148

Результати виконаних досліджень можуть бути основоюдля створення технології безконтактного неруйнівного ви-значення діаметрів ядер точкових зварних з’єднань тон-колистових конструкцій в промислових умовах.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗРУШАЮЩЕГО ДАВЛЕ-НИЯ ТРУБ С КОРРОЗИОННЫМИ ДЕФЕКТАМИ СПРИМЕНЕНИЕМ ЛАЗЕРНОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТ-РИИ. Л.М. Лобанов, В.А. Пивторак, В.А. Нехотящий,П.Д. Кротенко, К.В. Шиян (Ин-т электросварки им.Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). Задачаобнаружения внутритрубных дефектов, вызванных эро-зионно-коррозионным износом (ЭКИ), является актуаль-ной при обследовании трубопроводов на ТЭС и АЭС. Од-ним из методов, широко применяемых для этой цели,является ультразвуковая дефектоскопия. Ее практическоеприменение в ряде случаев вызывает определенные труд-ности.К новым методам контроля, которые интенсивно развива-ются, относятся электронная ширография и спекл-интер-ферометрия. Их преимущество состоит в бесконтактностии возможности получать необходимую информацию, ко-торая характеризует дефектность исследуемого объекта заодно измерение.В результате выполненных исследований показано, чтоприменяя метод электронной ширографии, при нагруже-нии трубы внутренним давлением можно устанавливатьразмеры коррозионного повреждения на контролируемомучастке.Разработана расчетно-экспериментальная методика, по-зволяющая на основании данных, полученных методомэлектронной спекл-интерферометрии, определять толщи-ну стенки на участке повреждения трубы. Полученные спомощью бесконтактных методов (электронной широгра-фии и спекл-интерферометрии) параметры внутритрубно-го коррозионного повреждения (продольный размер итолщина стенки), с помощью известных эмпирических со-отношений, дают возможность спрогнозировать разру-шающее давление в трубе. Для сопоставления прогнози-руемой и фактической величин разрушающего давлениявыполнено испытание образцов труб, содержащих кор-розионные повреждения. Относительная погрешностьпрогнозирования разрушающего давления составила δ == 7,7 %.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ ТИТАНОВЫХПАНЕЛЕЙ ИЗ СПЛАВА ВТ-20 С ПРИМЕНЕНИЕММЕТОДА ЭЛЕКТРОННОЙ ШИРОГРАФИИ. Л.М. Ло-банов, В.А. Пивторак, Е.М. Савицкая, И.В. Киянец(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). В авиационной и аэрокосмической про-мышленности все более широкое применение находятсварные титановые тонкостенные панели с продольнымиребрами жесткости, изготовленные из сплавов ВТ-20. Кон-троль качества таких панелей достаточно трудоемкий ивызывает ряд трудностей. В связи с этим актуальным оста-ется разработка новых методов исследования их качества.Метод электронной ширографии применялся для нераз-рушающего контроля качества стрингерных панелей, вы-полненных из высокопрочного титанового сплава ВТ-20,размерами 1200×550×2,5 мм. Четыре продольных ребражесткости высотой 2,5 мм приваривались прорезнымишвами к титановому листу. Расстояние между ребрамисоставляло 100 мм. Сварка титановых панелей выполня-лась в условиях их предварительного упругого растяже-ния, которое создавалось с помощью специальной растя-гивающей оснастки. После сварки титановая панель в рас-

mination of diameters of nuggets of welded spot joints ofthin-sheet structures under industrial conditions.

PREDICTION OF FAILURE PRESSURE OF PIPESWITH CORROSION DEFECTS USING LASER INTER-FEROMETRY. L.M. Lobanov, V.A. Pivtorak, V.A. Ne-khotyashchiy, P.D. Korotenko, K.V. Shiyan (The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine,Ukraine). Detection of in-tube defects caused by erosive-corrosive wear (ECW) is a relevant task in examining ofpipelines of heat power and nuclear-power plant. One of themethods, widely used for this purpose, is ultrasonic flawdetection. Its practical application in series of cases resultsin certain difficulties. Electronic shearography and speckleinterferometry relate to new intensively developing testingmethods. Their advantage is absence of contact and possibi-lity of obtaining of necessary information characterizing de-fectiveness of examined object per one measurement.Results of performed investigations showed that dimensionsof corrosion damage in area of testing can be detected usingelectron shearography method at pipe loading by internalpressure.Experiment-calculation procedure was developed allowingdetermining thickness of wall in area of pipe damage on thebasis of data obtained by electron speckle interferometrymethod. Parameters of in-tube corrosion damage (longitu-dinal dimension and wall thickness) obtained with the helpof contactless methods (electron shearography and speckleinterferometry) using known empirical relations provide thepossibility of prediction of failure pressure. Testing of pipespecimens containing corrosion damages was carried out formatching of predicted and actual values of failure pressure.Relative error of prediction of failure pressure made δ == 7.7 %.

QUALITY CONTROL OF WELDED TITANIUM PA-NELS FROM VT-20 ALLOY USING ELECTRON SHE-AROGRAPHY METHOD. L.M. Lobanov, V.A. Pivtorak,E.M. Savitskaya, I.V. Kiyanets (The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine, Ukraine). Wel-ded titanium thin-wall panels with longitudinal stiffeningribs manufactured from VT-20 alloys find increasingly wideapplication in aircraft and aerospace industry. Quality con-trol of such panels is sufficiently labor consuming and pro-motes series of difficulties. In this connection, developmentof new methods for investigation of their quality remains arelevant task. Method of electron shearography was used fornon-destructive quality control of stringer panels manufac-tured from high-strength titanium alloy VT-20 of 1200× 550××2.5 mm size. Four longitudinal stiffening ribs of 2.5 mmheight were welded by slot welds to titanium sheet. Distancebetween the ribs made 100 mm. Welding of titanium panelswas performed under conditions of their preliminary exten-sion, developed with the help of special stretching fixture.After welding titanium panel in stretched state was subjectedto non-destructive quality control using electron shearog-raphy method.


149

тянутом состоянии подвергалась неразрушающему конт-ролю качества с применением метода электронной широ-графии.Представлены результаты неразрушающего контроля ка-чества сварных швов титановых панелей с применениемметода электронной ширографии. Показана эффектив-ность использования метода ширографии для неразрушаю-щего контроля титановых панелей без демонтажа оснасткидля растяжения, что позволяет при выявлении дефектовв сварном шве сразу приступить к их устранению.

АКУСТИКО-ЭМИССИОННОЕ ДИАГНОСТИРОВА-НИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ЭНЕРГЕ-ТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА. А.Я. Недосека, С.А. Не-досека, М.А. Яременко, М.А. Овсиенко, Л.Ф. Харченко(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Одной из приоритетных научно-техни-ческих задач для энергетической отрасли является прод-ление ресурса оборудования и вывод его из эксплуатациипо фактическому состоянию. В докладе представлена но-вая эффективная технология оценки работоспособностиметаллоконструкций, созданная на основе квантовой ме-ханики разрушения, механики несплошной среды, теорииволновых процессов. Технология использует совместныйанализ данных акустической эмиссии (АЭ), излучаемойматериалами при деформировании, и технологическихпараметров состояния конструкций – давление, темпера-тура, кривая нагрузки и т. п.Технология опирается на обширный экспериментальныйматериал, а ее эффективность подкреплена практическимвнедрением результатов. Так, системы непрерывного АЭмониторинга семейства ЕМА уже применяются для конт-роля состояния сосудов давления, хранилищ и оборудо-вания цехов производства аммиака (Одесский припорто-вый завод), на мостовых переходах труб аммиакопровода(Укрхимтрансаммиак). Технология позволяет осуществ-лять 100%-ый контроль конструкций или их узлов безразрушения, заблаговременно оценивать разрушающуюнагрузку (фактически, определять предел прочности притекущем состоянии), оценивать остаточный ресурс мате-риалов конструкций.В рамках совершенствования АЭ технологии оценки сос-тояния конструкций на киевских ТЭЦ (в том числе го-рячих трубопроводов и барабанов котлов) проведены на-учные исследования в следующих направлениях: оценкаи учет влияния среды и высоких температур на результатыАЭ контроля; совершенствование методов локации источ-ников АЭ; развитие методов отбраковки производствен-ных помех; расчет волновых полей в конструктивных эле-ментах с учетом влияния среды и температуры, совершен-ствование конструкций датчиков АЭ и волноводов; повы-шение достоверности оценки текущего состояния материа-лов и прогноза их остаточного ресурса применительно кконкретным промышленным объектам. Накопленный пра-ктический опыт позволяет говорить о возможности расп-ространения разработанной технологии на самое разнооб-разное оборудование энергетической отрасли.

РАЗРАБОТКИ ИЭС им. Е.О. ПАТОНА В ОБЛАСТИКОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИ-НЕНИЙ. Ю.Н. Посыпайко (Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). В отде-ле неразрушающего контроля качества сварных соедине-ний ИЭС им. Е.О. Патона на протяжении многих лет,наряду с другими, ведутся разработки методов и средствконтроля герметичности, отдел поставляет оборудованиеи выполняет контроль на объектах заказчика.

Results of non-destructive quality control of welds of tita-nium panels using electron shearography method are repre-sented. The efficiency of application of shearography methodfor non-destructive control of titanium panels without dis-mantling of stretching fixture is shown that allows immedi-ately starting defect elimination at their detection in weld.

ACOUSTIC-EMISSION DIAGNOSTICS OF EQUIP-MENT OF ENTERPRISES OF POWER COMPLEX.A.Ya. Nedoseka, S.A. Nedoseka, M.A. Yaremenko, M.A.Ovsienko, L.F. Kharchenko (The E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Extension of equ-ipment resource and its withdrawal from operation based onactual state are one of the most priority scientific-and-tech-nical problems for power branch. Work presents a new ef-ficient technology for evaluation of working capacity ofmetal structures developed based on fracture quantum mec-hanics, discontinuous media mechanics and theory of waveprocesses. The technology uses joint analysis of data fromacoustic emission (AE), emitted by materials in deformation,and technological parameters of structure state, i.e. pressure,temperature, load curve and etc.The technology is based on extensive experimental material,and its efficiency is supported by practical implementationof results. Thus, systems of continuous AE monitoring ofEMA family have already been used for control of state ofpressure vessels, storages and equipment of shops of ammoniamanufacture (Odessa port plant) and in bridges of pipes ofammonia pipeline (Ukrkhimtransammiak). The technologyallows performing 100 % control of structures or their as-sembly units without failure, evaluating fracture load befo-rehand (virtually, determine ultimate strength in currentstate), estimating residual life of structure materials.Researches in the following directions were performed atKiev heat power plants (including hot pipelines and boilerdrums) in scope of improvement of AE technology of eva-luation of state of the structures, i.e. evaluation and consi-deration of effect of media and high temperatures on resultsof AE control; improvement of methods for AE source loca-tion; development of methods for screening of productioninterferences; calculation of wave fields in structural ele-ments considering effect of media and temperature, impro-vement of design of AE transducers and waveguides; increaseof reliability of evaluation of current state of materials andprediction of their residual life applicable to specific indus-trial objects. Accumulated practical experience allows tal-king about possibility of distribution of developed techno-logy for application on different equipment of power branch.

DEVELOPMENTS OF THE E.O. PATON ELECTRICWELDING INSTITUTE IN AREA OF CONTROL OFLEAK-PROOFNESS OF WELDED JOINTS. Yu.N. Po-sypayko (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). Department of non-destructive tes-ting of quality of welded joints of the E.O. Paton ElectricWelding Institute carries out, among another, developmentof methods and means of control of leak-proofness in a course


150

Первые средства контроля герметичности сварных соеди-нений были созданы в ИЭС им. Е.О. Патона еще в 1950-хгодах. Это были переносные накладные вакуумные каме-ры и механизированные тележки для контроля днищ истенок сооружаемых резервуаров (ОБ-299, ОБ-599). Вдальнейшем камеры совершенствовались, а область ихприменения расширялась: сварные соединения статоратурбогенератора (ОБ-581), многослойных труб (ОБ-1898), траншейных резервуаров (НК-161). Последняяразработка в этом направлении вобрала опыт преды-дущих: НК-175 – это комплект накладных вакуумныхкамер для контроля сварных соединений защитных обо-лочек, днищ и стенок резервуаров, трубопроводов и дру-гих изделий и сооружений. Такой комплект позволяет кон-тролировать листовые конструкции с односторонним до-ступом к швам.Были созданы механизированные промышленные уста-новки для контроля листовых заготовок резервуаров насборочно-сварочном стане (ОБ-2278) и многослойныхтруб (ОБ-2101, ОБ-2102, НК-128, НК-130). В установкеНК-130 применен эффективный способ локального жид-костного бароаквариума.Другим направлением является разработка лабораторныхстендов и промышленных установок для газоаналитичес-ких методов контроля (ОБ-981, ОБ-2266, НК-107, НК-108, НК-129, ОБ-2075).Механизированная установка НК-201 предназначена дляконтроля герметичности штампосварных радиаторов во-дяного отопления и может работать в автоматизированнойлинии сборки и сварки радиаторов. Контроль выполняет-ся способом опрессовки радиаторов и их погружения вжидкостную ванну (способ аквариума), но предусмотренатакже возможность подключения манометрических илигазоаналитических течеискателей.

СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ И КОНТРОЛЯ СВА-РОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА. М.С. Сорокин1, А.А. Бе-лов1, В.А. Лебедев2 (1«Эллой-ИТ», Нижний Новгород,Россия; 2Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Ук-раины, Киев, Украина). Компания «Эллой» разработалабазовые принципы построения и внедрения системы Weld-Telecom, которая предназначена для автоматизации про-цессов сварочного производства, повышения эффективно-сти контроля за производственной деятельностью, а такжедля решения задач повышения качества сварочных про-цессов на предприятиях за счет поддержки сварочногопроизводства в части планирования и распределения ре-сурсов; возможности дистанционной установки оптималь-ных настроек сварочного процесса; дистанционного кон-троля режимов эксплуатации сварочных аппаратов вреальном времени; накопления статистики работы свароч-ных аппаратов в базе данных с последующим их анализом;контроля производительности и качества труда сварщи-ков; контроля расхода сварочных материалов и иныхресурсов.Принцип работы системы. Серверная программа системысовместно с сервером базы данных предприятия работаюткруглосуточно и принимают все данные о работе свароч-ных аппаратов. В зависимости от планов работ оборудо-вания и персонала серверная программа формирует и рас-сылает управляющие команды для сварочных аппаратов.Сеть Wi-Fi роутеров, входящих в состав системы и рабо-тающих круглосуточно, обеспечивает беспроводной каналсвязи со сварочными аппаратами, которые один раз в се-кунду передают данные о своем режиме работы на серверсистемы.

of many years. The department delivers equipment and per-forms testing at customer objects.First means of control of leak-proofness of welded joint weredeveloped at the E.O. Paton Electric Welding Institute backin the 1950th. It was portable lay-on vacuum chambers andmechanized trucks for control of bottoms and walls of tanksbeing constructed (OB-299, OB-599). Later the chamberswere improved and area of their application became wider,i.e. welded joints of starter of turbo-generator (OB-581),multilayer pipes (OB-1898), and trench reservoirs (NK-161).The latter development in this direction included experienceof previous ones, namely, NK is a set of lay-on vacuumchambers for testing of welded joints of shielding covers,bottoms and wall of tanks, pipelines and other parts andconstructions. Such a set allows controlling of sheet struc-tures with one-side access to welds.Industrial mechanized units were developed for testing ofmultilayer pipes (OB-2101, OB-2102, NK-128, NK-130) andsheet billets of reservoirs on welding-assembly mill (OB-2278). Efficient method of local liquid baroaquarium wasapplied in NK-130 unit.Another direction is a development of laboratory benchesand industrial units for gas-analytical methods of testing(OB-981, OB-2266, NK-107, NK-108, NK-129, OB-2075).NK-201 mechanized unit is designed for testing of leak-prof-fness of stamp-welded hot-water radiators and it can operatein automated line for assembly and welding of radiators.Control is performed by method of pressure testing of radi-ators and their immersion in liquid pool (aquarium method),but possibility of connection of manometric and gas-analy-tical leak detectors is also envisaged.

SYSTEM FOR AUTOMATION AND CONTROL OFWELDING PRODUCTION. M.S. Sorokin1, A.A. Belov1,V.A. Lebedev2 (1«Alloy-IT», Nizhni Novgorod, Russia;2The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine). Basic principles of designing and implementationof WeldTelecom system was developed by Alloy Company.This system is designed for automation of processes of wel-ding engineering, increase of efficiency of control for pro-duction activity as well as for solution of tasks of increaseof quality of welding processes at enterprises due to supportof welding engineering in field of planning and distributionof resources; possibility of remote adjustment of weldingprocess optimum settings; remote control of modes of ope-ration of welding apparatus in real time; storage of operationstatistics of welding apparatus in a data base with theirfurther analysis; control of efficiency and quality of welders’work; control of consumption of consumables and other re-sources. Below is described a principle of system operation.Server-side code of the system together with database serverof the enterprise operates on a twenty-four hour basis andaccepts all data about work of welding apparatus. Server-sidecode forms and distributes control instructions for weldingapparatus depending on equipment and personnel operationplan. Wi-Fi router networks, included in the system andoperating on twenty-four hour basis, provides wireless net-work with welding apparatus which transfer data about theirmode of operation to system server once per second.System manager can rely on welder experience and allowregulating mode of welding without limitations, can set to-lerances of parameter regulation or forbid welder to force intechnological process.


151

Менеджер системы может положиться на опыт сварщикаи позволить регулировать режим сварки без ограничений,может задать допуски регулировки параметров или запре-тить сварщику вмешиваться в технологический процесс.Возможности программного комплекса системы WeldTe-lecom позволяют получить полное представление о работелюбого сварочного поста в режиме реального времени.Система WeldTelecom позволяет формировать следующиеотчетные данные: заданные параметры сварочного процес-са; время горения дуги и перерывы в работе, расход сва-рочных материалов; наличие неисправностей оборудо-вания.Экономическая эффективность системы обусловливаетсяследующими возможностями: оптимизация оплаты трудасварщиков, уменьшение количества брака выпускаемойпродукции, повышение производительности работы сва-рочных постов, уменьшение себестоимости единицы про-дукции, уменьшение времени на разработку технологичес-ких процессов сварки.Система WeldTelecom постоянно совершенствуется на ос-нове опыта и наработок ученых и специалистов сварочногопроизводства, среди которых флагман сварочной науки итехники – ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины.

ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ ЦИФРОВАЯ РЕНТГЕ-НОТЕЛЕВИЗИОННАЯ СИСТЕМА НА ОСНОВЕ РЕН-ТГЕНОВСКИХ ЭКРАНОВ И ПЗС-КАМЕР. В.А. Троиц-кий, Н.Г. Белый, В.Н. Бухенский, С.Р. Михайлов (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина). Наиболее перспективными среди рентгеноте-левизионых систем (РТВС) являются РТВС с рентгенов-скими экранами и ПЗС-камерами, имеющие ряд преиму-ществ перед другими РТВС: возможность смены рентге-новского экрана, что позволяет изменять размер рабочегополя и другие параметры РТВС; простота конструкции;низкая стоимость; высокие рентгенотехнические характер-истики.В докладе представлены результаты разработки и иссле-дований такой высокочувствительной цифровой РТВС. ВРТВС используются ПЗС-камеры на высокочувствитель-ных матрицах фирмы «Sony» и различные детектирующиеустройства со сменными высокоэффективными экранамииз материалов CsI(Tl) и Gd2O2S(Tb). Размер рабочегополя РТВС может изменяться от 120 до 200 мм. Камерыоснащены светосильными вариообъективами Computar.Отличительной особенностью ПЗС-камер является воз-можность работы в режиме регулируемой длительностинакопления изображений на матрице (количество кадровнакопления до 2048), что позволяет повысить качествоизображений за счет повышения отношения сигнал/шум,повысить чувствительность контроля и снизить необходи-мую интенсивность рентгеновского излучения на входеРТВС. В состав РТВС входит портативный компьютер,который используется для управления режимами работыПЗС-камер, а также для записи, обработки и архивиро-вания рентгенотелевизионных изображений.Разработанная РТВС в стандартном телевизионном режи-ме при контроле движущихся объектов обеспечивает отно-сительную чувствительность 1,5 %, а в режиме регулируе-мой длительности накопления изображений в ПЗС-каме-ре – 1—1,5 %. Использование режима регулируемой дли-тельности накопления изображений в ПЗС-камере позво-ляет также использовать для просвечивания малогабарит-ные импульсные рентгеновские аппараты с устранениемнизкочастотных мерцаний изображений и созданием мо-бильных РТВС для контроля объектов в полевых усло-

Possibilities of program complex of WeldTelecom systemallows obtaining complete understanding about work of anywelding station in real time mode. WeldTelecom systemallows forming following report data, namely, set parametersof welding process; time of arc burning and stops in opera-tion; consumable consumption; presence of equipment failu-re.Cost efficiency of the system is provided by next possibilities,i.e. optimizing of payment of welder work, reduction ofnumber of rejects of output products, increase of efficiencyof operation of welding stations, reduction of first cost ofproduction, reduction of time for development of weldingtechnological processes. WeldTelecom system is constantlyimproved based on experience and results of researchers andspecialists of welding production, among which are the leaderof welding science and technique – the E.O. Paton ElectricWelding Institute of the NAS of Ukraine.

FAST DIGITAL X-RAY-TELEVISION SYSTEM BASEDON X-RAY SCREENS AND CCD-CAMERAS. V.A. Tro-itskiy, N.G. Belyi, V.N. Bukhenskiy, S.R. Mikhaylov (TheE.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Uk-raine, Ukraine). X-ray-television systems (XTVS) with X-ray screens and CCD-cameras are the most perspective amongXTVS and have series of advantages over other XTVS, i.e.possibility of change of X-ray screen that allows changingdimension of working filed and other parameters of XTVS;simplicity of structure; low price and high X-ray technicalcharacteristics.The paper presents the results of development and investi-gation of such a fast digital XTVS. CCD cameras with fastmatrices of Sony Company and different detecting deviceswith changeable high-efficient screens from CsI(Tl) andCd2O2S (Tb) materials are used in XTVS. Dimensions ofworking field of XTVS can be changed from 120 to 200 mm.The cameras are equipped with fast auto-zoom lens of Com-putar company. Possibility of operation in mode of regulatedduration of image accumulation on the matrix (number offrame accumulation up to 2048) is a distinctive feature ofCCD cameras. It allows increasing quality of image due toincrease of signal-to-noise ratio, rising testing sensitivity andreducing necessary intensity of x-ray irradiation in XTVSoutput. XTVS includes laptop computer which is used forcontrol of CCD-camera modes of operation as well as forrecord, processing and archiving of X-ray-television images.Developed XTVS provides 1.5 % relative sensitivity in stand-ard television mode at testing of moving objects and 1—1.5 %in mode of regulated duration of image accumulation inCCD-camera. Application of mode of regulated duration ofimage accumulation in CCD-camera allows also using small-sized pulse X-ray apparatus for screening with eliminationof low-frequency flickering of images and development ofmobile XTVS for testing of objects under field conditionsand difficult-to-reach places with 1.8—2 % sensitivity.


152

виях и труднодоступных местах с чувствительностью 1,8—2 %.

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ КОМП-ЛЕКСЫ «УНИВЕРСАЛ-1П», «УНИВЕРСАЛ-2П».В.А. Троицкий В.А., М.Н.Карманов, В.М. Горбик (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина). В ИЭС им. Е.О. Патона разработаны, изготов-лены и проходят апробацию два диагностических ульт-развуковых комплекса с использованием низкочастотныхнаправленных волн для дистанционного обследованиякоррозионного износа трубопроводов диаметром до 330 и630 мм, резонансной частотой 36 и 16,3 кГц. Это «Универ-сал-1П» и «Универсал-2П» соответственно.Система состоит из следующих блоков:• акустической антенны;• блока возбуждения зондирующих импульсов, приемаотраженных сигналов и программного управления режи-мами;• персонального компьютера для регистрации, обработкии анализа полученной информации о техническом состо-янии трубопровода.Точность измерения расстояний от антенны до выявлен-ных дефектов, сварных соединений, врезок вдоль оситрубы достаточно высокая (в пределах разрешающей спо-собности длинноволнового метода контроля, не хуже0,3 м).Обследования открытых участков газопровода Краснопе-рекопского бромзавода (труба диаметром 330 мм, толщинастенки 8 мм) показали потенциальные возможности ис-пользования этого метода на расстоянии до 150 м от ус-тановленной антенны. Там же проводились обследованияподземного участка газопровода, покрытого усиленнойпротивокоррозионной бризольной изоляцией толщиной9 мм. В этом случае акустические волны практическисразу же затухают.Достаточно хорошо упругие волны проходят по трубам спенопластовой, стекловатной теплоизоляцией с последу-ющей гидроизоляцией. Выявлялись участки коррозион-ных поражений, отверстий врезок.Нами проводились исследования по выявлению корро-зионных поражений подземных участков труб действую-щей теплотрассы. При гидравлических испытаниях тепло-трассы была обнаружена утечка на одном из ее участков.После шурфования на вскрытом трубопроводе была уста-новлена акустическая антенна и выявлен участок корро-зионного поражения на расстоянии порядка 6 м с точно-стью до 30 см. Этот эксперимент показал потенциальныевозможности использования длинноволнового метода кон-троля трубопроводов с высокой степенью коррозионныхпоражений.

КОМПЛЕКСНЫЙ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬСВАРНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ БОЛЬШОГО ОБЪЕМА.В.А. Троицкий, Ю.Н. Посыпайко (Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). Основ-ной целью комплексного неразрушающего контроля свар-ных резервуаров большого объема (1000—50000 м3) дляхранения нефтепродуктов, жидкого аммиака, спиртов идругих жидкостей является определение их техническогосостояния, возможности дальнейшей безопасной эксплуа-тации, сроков последующих обследований, необходимо-сти и объема ремонта.Комплекс работ по техническому контролю таких храни-лищ включает:

DIAGNOSTIC ULTRASONIC COMPLEXES «UNIVER-SAL-1P» AND «UNIVERSAL-2P». V.A. Troitsky, M.N.Karmanov, V.M. Gorbik (The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine). Two diagnostic ultraso-nic complexes of resonance frequency 36 and 16.3 kHz usinglow-frequency guided waves for remote inspection of corro-sion wear of 330 and 630 mm diameter pipelines have beendeveloped, manufactured and are in a process of approbationat the E.O. Paton Electric Welding Institute. These are«Universal-1P» and «Universal-2P», respectively.The system consists of the next blocks:• acoustic antenna;• block for excitation of probing pulses, receiving of reflectedsignals and program control of modes;• PC for registration, processing and analysis of obtaineddata on technical state of the pipeline.Accuracy of measurement of distances from antenna to founddefects, welded joints and branch cutting-in along the pipeis sufficiently high (not worse than 0.3 m in the ranges ofresolving capacity of long-wave method of testing).Inspection of open sections of gas pipeline of Krasnopere-kopsk bromine plant (pipe of 330 mm diameter, wall thic-kness 8 mm) showed potential possibilities of application ofthis method in a distant up to 150 m from set antenna.Examination of underground section of the pipeline coveredby reinforced anti-corrosion brisol insulation of 9 mm thic-kness were also performed. At that, virtually immediate at-tenuation of acoustic waves is observed.Elastic waves propagate sufficiently well in pipes with foamand glass wool thermal insulation with further waterproo-fing. Sections of corrosion damage and holes of branch cut-ting-in were detected. Investigations on detection of corro-sion damages of underground sections of pipes of heat mainunder operation were carried out. Leakage at one of its sec-tions was found at hydraulic tests. Acoustic antenna was seton opened section of the pipeline after prospecting and areaof corrosion damage was detected in distance around 6 mwith accuracy up to 30 cm. This experiment showed potentialpossibilities of application of long-wave method of testingof pipelines with high level of corrosion damages.

COMPLEX NON-DESTRUCTIVE TESTING OF LARGEVOLUME WELDED RESERVOIRS. V.A. Troitsky,Yu.N. Posypayko (The E.O. Paton Electric Welding In-stitute, NASU, Kiev, Ukraine). Main purpose of complexnon-destructive testing of welded reservoirs of large volume(1000—50000 m3) used for storage of petroleum products,liquid ammonium, spirits and other liquids is determinationof their technical state, possibility of further safe operation,terms of next examinations, necessity and volume of repair.Complex of works on engineering inspection of such storagesinclude:• visual-optical testing of internal and external surfaces ofreservoirs, detection and evaluation of irregularities of de-formations of wall and bottom;


153

• визуально-оптический контроль внутренней и наружнойповерхности резервуаров, выявление и оценка неровнос-тей и деформаций стенки и днища;• неразрушающий контроль сварных соединений и метал-ла стенки различными видами контроля; измерения тол-щины листов днища, стенки и кровли;• контроль герметичности сварных соединений днища;• изучение коррозионного состояния листов днища, стенкии кровли;• измерение проседания днища путем нивелирования;• измерение отклонений стенки от вертикали путем ее те-одолитной съемки;• проверку состояния основания, отмостки, несущих кон-струкций, понтона;• определение механических характеристик металла наобразцах;• металлографические исследования металла и сварныхсоединений стенки;• расчет внутренних механических напряжений в металлестенки;• анализ технической документации, дефектов и отклоне-ний от нормативов элементов конструкций резервуара;• составление обоснованного технического заключения.Нормативной базой комплексного технического контролярезервуаров являются международные и национальныестандарты, технические регламенты и т. д.При необходимости нами могут быть выполнены работы,выходящие за рамки приведенного перечня, например,тепловой, магнитный и пр.В ИЭС им. Е.О. Патона накоплен многолетний опыт ком-плексного неразрушающего контроля резервуаров различ-ного объема и назначения. В последние 20 лет нами вы-полнен технический контроль около 400 различных резер-вуаров.

МАГНИТООПТИЧЕСКАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ ПРИ-ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ФЕРРОМАГНИТНЫХИЗДЕЛИЙ. В.А. Троицкий1, Ю.Н. Посыпайко1, Ю.С.Агалиди2, С.В. Левый2 (1Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина; 2НТУУ «Киев-ский политехнический институт», Киев, Украина). Ме-тод магнитного контроля, основанный на магнитооптичес-кой визуализации магнитограмм, возник в результате раз-вития средств регистрации рельефа магнитного поля наповерхности изделий в зонах повышенных напряжений иприповерхностных дефектов. Создание этого метода по-зволило расширить возможности оценки качества припо-верхностных слоев ферромагнитных изделий, поднятьчувствительность, разрешающую способность и достовер-ность контроля.Технология магнитооптического контроля включает рядпоследовательно выполняемых процессов: возбуждениемагнитных полей рассеяния дефектов контролируемогоизделия и их запись на магнитный носитель, визуализа-цию магнитограмм с использованием преобразователей наоснове магнитооптического эффекта Фарадея, оценку ре-зультатов контроля с использованием алгоритмов приня-тия решений на основе экспертных оценок.Результаты экспериментов по магнитооптическому конт-ролю, полученные при высокочастотном подмагничива-нии и с постоянным подмагничиванием, показывают уве-ренную визуализацию трещин раскрытием от несколькихдо 10 мк. Причем отображается не только геометрическаяконфигурация трещин, но и области концентрации внут-ренних напряжений в точке роста трещины, где нет ещеразрыва металла, т. е. потенциально опасные напряжен-ные участки образца.

• non-destructive testing of welded joints and wall metal bydifferent types of testing; measurement of thickness of bot-tom-pans, wall and roof covering;• testing of leakproofness of bottom welded joints;• study of corrosion state of bottom-pans, wall and roofcovering;• measurement of bottom sagging by means of leveling;• measurement of wall deviation from vertical by means ofits theodolite survey;• checking of state of basis, blind area, bearing structuresand pontoon;• determination of mechanical characteristics of metal inspecimens;• metallographic investigations of metal and wall weldedjoints;• calculation of internal mechanical stresses in wall metal;• analysis of specifications, defects and deviations fromstandards of reservoir structure elements;• drawing of grounded technical conclusion.Normative basis for complex engineering testing of reservoirsis international and national standards, technological regu-lations and etc.Also we can perform works which are not indicated in thislist, for example, heat and magnetic testing, in the case ofnecessity.The E.O. Paton Electric Welding Institute has accumulateda long-term experience of complex non-destructive testingof reservoirs of different volume and designation. We haveperformed technical testing of around 400 different reservoirsduring the last 20 years.

MAGNETOOPTICAL FLAW DETECTION OF NEAR-SURFACE LAYERS OF FERROMAGNETIC PARTS.V.A. Troitsky1, Yu.N. Posypayko1, Yu.S. Agalidi2, S.V.Leviy2 (1The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine, 2National Technical University ofUkraine «Kiev Polytechnic Institute», Kiev, Ukraine).Method of magnetic testing, based on magnetooptical visu-alization of magnetograms, had appeared as a result of de-velopment of means for registration of geometry of magneticfield on the surface of parts in zones of increased stressesand near-surface defects. Development of this method allo-wed expanding possibility of quality evaluation of surfacelayers of ferromagnetic parts, increasing sensitivity, resol-ving capacity and reliability of testing.Technology of magnetooptical testing includes a series ofsequential processes, i.e. excitation of magnetic stray fieldsof defects of tested part and their record on magnetic carrier,visualization of magnetograms using transducers based onmagnetooptical Faraday effect, evaluation of testing resultsusing decision making algorithms based on expert evaluation.Results of experiments on magnetooptical testing, obtainedat high-frequency magnetic bias and with constant magneticbias, showed reliable visualization of crack opening fromseveral up to 10 μm. At that, geometrical configuration ofcrack as well as area of internal stress concentration in apoint of crack growth, where metal failure is yet absent, i.e.potentially dangerous stressed areas of the specimen, arerepresented.Theoretically, opening of found cracks can be at a level ofnoise of magnetic carrier, i.e. it can achieve micron portions.For the purpose of obtaining of comparative evaluation ofsensitivity the experiments were performed on visualization


154

Теоретически раскрытие обнаруживаемых трещин можетбыть на уровне шумов магнитного носителя, т. е. можетдостигать долей микрона.С целью получения сравнительной оценки чувствитель-ности нами выполнены эксперименты по визуализацииповерхностных трещин контрольных образцов визуально-оптическим, капиллярным, магнитопорошковым и магни-тооптическим методами.При магнитооптическом контроле достигнута наиболеевысокая чувствительность, наиболее высокое пространст-венное разрешение и наивысшее соотношение сиг-нал/шум, что в совокупности обеспечивает более высокуюдостоверность контроля.

ВИХРОСТРУМОВИЙ КОНТРОЛЬ ЗВАРНИХ З’ЄД-НАНЬ. В.М. Учанін (Фізико-механічний ін-т ім. Г.В.Карпенка НАН України, Львів, Україна). Зварні з’єднан-ня вимагають особливої уваги під час неруйнівного конт-ролю (НК) конструкцій. Це пов’язано з можливим знеміц-нюванням матеріалу за рахунок структурних змін в зонітермічного впливу і появою додаткових дефектів зварю-вання, які можуть суттєво впливати на надійність конст-рукцій. Методи вихрострумового контролю дозволяютьвирішити задачі виявлення дефектів у зварних швах ізнемагнітних (зокрема, алюмінієвих) сплавів і феромаг-нітних сталей, а також дати об’єктивну оцінку струк-турних змін алюмінієвих сплавів на основі безконтактноговизначення розподілу питомої електропровідності (ПЕП),яка є структурочутливим параметром. Під час вихростру-мового конролю зварних швів виникає ряд проблем, безвирішення яких ефективність методу знижується черезнеоднорідність ПЕП, наявність валика підсилення або по-ганий стан поверхні після його видалення, кривизну по-верхні (особливо при депланації кромок).Шляхом розробки селективних вихрострумових перетво-рювачів (ВСП) подвійного диференціювання вирішена за-дача вихрострумової дефектоскопії зварних швів із алюмі-нієвих сплавів, зокрема: виявлення дефектів типу «зли-пання» в зварних швах із сплаву 1201, виконаних елек-тронно-променевим зварюванням, і виявлення непрова-рів, оксидних плен і пор в зварних швах із сплаву АМг6,виконаних дуговим зварюванням.На базі селективних ВСП розроблено багатоканальні ав-томатизовані системи для вихрострумової дефектоскопіїкутових і типу внахлист зварних швів із феромагнітнихсталей через шар захисного покриття товщиною до 4 ммі для дефектоскопії торцевих швів із тонкостінних (1 мм)сталевих пластин.Під час зварювання виробів із термозміцнюваних алюмі-нієвих сплавів створюються дві ділянки: зона переплавуі зона термічного впливу з ділянками повної або частковоїперекристалізації. Вихрострумова структуроскопія дозво-ляє визначити розміри зони знеміцнювання матеріалу кон-струкції по розподілу ПЕП поперек зварного шва. Конт-роль побудований на взаємозв’язку механічних харак-теристик і ПЕП. Зокрема, побудовано кореляційні залеж-ності між ПЕП і твердістю для сплаву 1201. Для точнішоговизначення розподілу ПЕП розроблено локальні ВСП аб-солютного типу діаметром 1,2 і 0,8 мм.

РАЗРАБОТКА СОВРЕМЕННОЙ ДИАГНОСТИЧЕС-КОЙ АППАРАТУРЫ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ И СЪЕМ-НЫХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТ-РОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЖЕЛЕЗ-НОДОРОЖНОГО ПУТИ. Е.В. Шаповалов, В.А. Коляда(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Наиболее важным фактором функ-

of surface cracks of test specimens using visual-optical, pe-netrant, magnetic-particle and magnetooptical methods.Magnetooptical testing provided the highest sensitivity, thehighest spatial resolution and noise-to-signal ration that insum promote high testing reliability.

EDDY-CURRENT TESTING OF WELDED JOINTS.V.M. Uchanin (H.V. Karpenko Physico-Mechanical Insti-tute of the NAS of Ukraine, Lviv, Ukraine). Welded jointsrequire special attention during non-destructive testing(NDT) of structures. This is related with possible weakeningof material due to structural changes in heat-affected zoneand appearance of additional welding defects which can sig-nificantly affect structure reliability. Methods of eddy-cur-rent testing allow solving tasks of detection of defects inwelds from nonmagnetic (in particular, aluminum) alloysand ferromagnetic alloys as well as providing objective es-timation of structural changes of aluminum alloys based oncontact-free determination of distribution of specific conduc-tance (SC) which is a structure-sensitive parameter. Appli-cation of eddy-current testing of welds promotes series ofproblems without solving of which efficiency of method isreduced due to SC inhomogeniety, presence of reinforcementbead or bad surface quality after its removal and surfacecurvature (in particular in deplanation of edges).Problem of eddy-current flaw detection of welds from alu-minum alloys, namely, detection of «adhesion» type defectsin welds from 1201 alloy made by electron-beam welding,and detection of lacks of penetration, oxide films and poresin welds from AMg-6 alloy made by arc welding is solvedby development of selective eddy-current transducers (ECT)of double differentiation.Multi-channel automated systems based on selective ECTwere developed for eddy-current flaw detection of fillet andlapped welds from ferromagnetic steels which is carried outthrough layer of protective coating of up to 4 mm thicknessand for flaw detection of edge welds from thin-wall (1mm)steel plates.Two areas, i.e. re-melting zone and heat-affected zone withareas of complete and partial re-crystallization, are createdin welding of products from thermostrengthened aluminumalloys. Eddy-current structure evaluation allows determiningdimensions of zone of structure material weakening on dis-tribution of SC across the weld. The testing is based onrelationship of mechanical characteristics and SC. In parti-cular, correlation dependencies between SC and hardness for1201 alloy are built. Local ECT of absolute diameter type1.2 and 0.8 mm are developed for more accurate determina-tion of SC distribution.

DEVELOPMENT OF UPDUTING DIAGNOSTIC EQU-IPMENT FOR MOBILE AND REMOVABLE MEANS OFAUTOMATED TESTING OF GEOMETRY OF RAIL-WAY TRACK. E.V. Shapovalov, V.A. Kolyada (The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine).Safe operation is the most important factor of functioningof railway transport. Increase of requirements to speed of


155

ционирования железнодорожного транспорта является егобезопасная эксплуатация. Рост требований к скорости дви-жения подвижного состава требует более качественной ди-агностики состояния верхнего строения железнодорожно-го пути, что достигается путем расширения перечня кон-тролируемых параметров и применения современной кон-трольно-измерительной аппаратуры.В ИЭС им. Е.О. Патона разработано ряд подсистем иустройств, предназначенных для автоматизированногоконтроля геометрических параметров железнодорожногопути с применением средств технического зрения и совре-менной микропроцессорной контрольно-измерительнойаппаратуры. Разработаны подсистемы лазерно-телеви-зионного контроля геометрических параметров стыковыхрельсовых соединений звеньевого пути, бесконтактногообнаружения волнообразного износа на поверхности ката-ния рельсов и видеоконтроля состояния промежуточныхрельсовых скреплений. Проведены успешные испытаниябесконтактных средств измерения геометрических пара-метров железнодорожного пути в составе действующихпутеизмерительных вагонов. Создана путеизмерительнаятележка, которая позволяет автоматически обнаруживатьсущественные неисправности железнодорожного пути не-посредственно в процессе измерения. По уровню испол-нения, функциональным возможностям и техническим ха-рактеристикам тележка соответствует всем современнымтребованиям, которые предъявляются к данному типусъемной путеизмерительной техники.Внедрение предложенных технических решений в путевоехозяйство позволит существенно повысить качество диаг-ностики верхнего строения железнодорожного пути приодновременном снижении ее себестоимости.

ОПЫТ РАЗРАБОТКИ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОЙСИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙСВАРКИ. Е.В. Шаповалов, Р.М. Галаган, Ф.С. Кли-щар, В.И. Запара (Ин-т электросварки им. Е.О. ПатонаНАН Украины, Киев, Украина). Повышение качества то-чечных сварных соединений является важной задачей,решить которую можно, используя акустико-эмиссионный(АЭ) метод контроля. На сегодня актуальным направле-нием является разработка специализированных систем АЭконтроля контактной точечной сварки (КТС), а также ал-горитмов обработки сигналов АЭ, что позволит оператив-но контролировать качество точечного соединения. Длярешения данной задачи разработана система, в состав ко-торой входят: датчик тока сварки, приемный датчик ДАЭ-150, модуль усиления, фильтрации и оцифровки сигналовАЭ, а также высокоскоростной цифровой регистратор, со-зданный на основе микропроцессора BF548. В результатепроведенных экспериментов установлено, что после окон-чания подачи тока сварки возникает дислокационный шумотносительно небольшой амплитуды длительностью неболее 0,05 с. Этот интервал времени соответствует продол-жительности аллотропических и фазовых превращенийметалла литого ядра. Показано, что спектральные харак-теристики сигналов АЭ на данном отрезке времени длякачественного и некачественного сварных соединенийимеют значительные отличия. На основе сигналов АЭ ка-чественно выполненных сварных точек сформированообразцовый частотный шаблон. Для разработки показате-ля качества КТС предложено использовать метод сверткидвух сигналов в частотной области, одним из которыхявляется образцовый шаблон, а другим – спектр сигналаАЭ, полученного при сваривании текущей точки. Приме-нение указанного подхода позволяет оценивать качествоКТС по возникновению высокого уровня сигнала на выхо-

movement of rolling stock requires more qualitative diag-nostic of state of track structure that is achieved by meansof expansion of list of controlled parameters and applicationof current monitoring equipment.Series of subsystems and devices, designed for automatedcontrol of geometry of railway track using means of machinevision and modern microprocessor monitoring apparatus,were developed at the E.O. Paton Electric Welding Institute.Subsystems of laser-television testing of geometry of buttrail joints of jointed track, contact-free detection of scallo-ping wear on rail tread and video control of state of inter-mediate rail brace were created. Successful tests of contact-free means for measurement of geometry parameters of rail-way track being part of operating track measurement carswere performed. Track measurement truck allowing auto-matic detection of significant damages of railway track im-mediately in the process of measurement was developed. Thetruck corresponds all current requirements which are madeto given type of removable track measurement technique onlevel of performance, functional capabilities and technicalcharacteristics.Implementation of proposed technical solutions in railwayequipment allows significantly increasing quality of diag-nostic of railway structure with simultaneous first cost re-duction.

EXPERIENCE OF DEVELOPMENT OF ACOUSTIC-EMISSION SYSTEM FOR TESTING OF RESISTANCESPOT WELDING. E.V. Shapovalov, R.M. Galagan, F.S.Klishchar, V.I. Zapara (The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine). Increase of quality ofspot welds is an important task which can be solved usingacoustic-emission (AE) method of testing. Today relevanttask is a development of specialized systems of AE testingof resistance spot welding (RSW) as well as algorithms ofprocessing of AE signals that allow on-line testing of qualityof spot joint. System consitsting of welding current sensor,receiving sensor DAE-150, modulus of acceleration, filtrati-on and digitization of AE signals as well as high-frequencydigital recorder, developed based on BF548 microprocessorwas developed for given problem solution. As a result ofperformed investigations appearance of dislocation noise ofrelatively small amplitude and of not more than 0.05 s du-ration is stated after stopping of welding current feed. Thistime interval corresponds to duration of allotropic and phasetransformations of metal of cast nugget. It is shown thatspectrum characteristics of AE signal at given period of timefor quality and unsound welded joints have significant dif-ferences. Reference frequency pattern was formed based onAE signals of quality weld spots. Procedure of folding oftwo signals in a frequency area, one of which is referencepattern and another is spectrum of AE signal obtained inwelding of current spot, is proposed to be used for develop-ment of quality index of RSW. Application of specified ap-proach allows evaluating quality of RSW on appearance ofhigh signal level at the output of folding block and analyzedtime area (after welding current stop). Appearance of sucha peak indicates significant level of statistical connection ofreference frequency pattern and spectrum characteristics ofAE signals in welding of current spot. Absence of high signal


156

де блока свертки в анализируемой временной области(после окончания сварочного тока). Появление такого пи-ка свидетельствует о значительной степени статистическойсвязи образцового частотного шаблона и спектральныххарактеристик сигнала АЭ при сваривании текущей точки.Соответственно отсутствие высокого уровня сигнала ука-зывает на образование некачественного точечного соедине-ния. Одним из направлений дальнейшего развития пред-ложенного подхода является разработка методик оценкиразмеров литого ядра.

НОВЫЕ СТАНДАРТЫ В ОБЛАСТИ НЕРАЗРУШАЮ-ЩЕГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. С.А.Щупак, Н.В. Троицкая, Ю.Н. Посыпайко, А.Л. Шекеро(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). На протяжении последних 10 лет в Ук-раине принято более 80 новых стандартов в области не-разрушающего контроля (НК). Большинство из них ка-сается НК сварных соединений, причем 90 % – это евро-пейские и международные стандарты, гармонизированныев Украине. Курс на гармонизацию был принят ЗакономУкраины о стандартизации и вступлением Украины воВсемирную торговую организацию (ВТО). Став членомВТО государство обязано выполнять положения договорао технических барьерах в торговле, а значит, отдаватьпредпочтение международным стандартам по сравнениюс региональными и национальными стандартами.Гармонизацией международных и европейских стандартовв области НК в Украине занимаются Технические коми-теты по стандартизации № 78 «Техническая диагностикаи неразрушающий контроль» и № 44 «Сварка и родствен-ные процессы». Разработчиками стандартов выступилиряд организаций: ИЭС им. Е.О. Патона, ТК «Спецмон-таж», Ассоциация «Укрэксперт» и др.Отметим некоторые наиболее заметные стандарты. ВДСТУ 3491—96 классифицированы и определены дефектысварных соединений, а ГСТУ 3-036—2003 посвящен выбо-ру методов НК для сосудов, работающих под давлением.Визуальному контролю, который становится наиболеераспространенным методом НК, но до последнего временибыл мало стандартизирован в Украине, посвящены стан-дарты ДСТУ EN 13018:2005, ДСТУ EN 13927:2005, ДСТУISO 17637:2003, ДСТУ EN 12454:2005, ДСТУ –Н Б А.3.1-11:2008.Наибольшее количество стандартов определяют требова-ния к радиационному (16 стандартов) и ультразвуковому(20 стандартов) контролю – активно развивающимся на-правлениям в НК. В частности, в стандарте ДСТУ EN583-6:2005 установлены требования к новому направле-нию в ультразвуковом контроле: дифракционно-времен-ному методу выявления и определения размеров несплош-ностей. Введены в действие стандарты по магнитному(10), капиллярному (7), вихретоковому (5) контролю, потерминологии (8), сертификации персонала (1), по ком-петентности лабораторий НК (1) и др.

level, respectively, shows formation of unsound spot joint.One of the directions of further development of proposedapproach is a working of technique for evaluation of dimen-sions of cast nugget.

NEW STANDARDS IN AREA OF NON-DESTRUCTIVETESTING OF WELDED JOINTS. S.A. Shchupak, N.V.Troitskaya, Yu.N. Posypayko, A.L. Shekero (The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine).More than 80 new standards in area of non-destructive testing(NDT) were accepted in Ukraine in a course of last 10 years.Most of them relate to NDT of welded joints, at that 90 %is European and international standards being harmonizedin Ukraine. Direction to harmonization was taken after pas-sing of Law of Ukraine about standardization and harmoni-zation and entrance of Ukraine in the World Trade Organi-zation (WTO). The country joining to members of the WTOshould fulfill provisions of agreement on technical barriersin trade, and, therefore, show preference for internationalstandards in comparison with regional and national stand-ards.Harmonization of international and European standards ofNDT area in Ukraine is performed by Technical Committeeson standardization No. 78 «Technical diagnostics and non-destructive testing» and No. 44 «Welding and related pro-cesses». Series of organizations, i.e. E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, TC «Spetsmontazh», «Ukrexpert» associati-on etc. became standard developers.Several most noticeable standards are outlined below. DSTU3491—96 classifies and determines defects of welded jointsand GSTU 3-036—2003 is devoted to selection of NDT me-thods for pressure vessels.DSTU EN 13018:2005, DSTU EN 13927:2005, DSTU ISO17637:2003, DSTU EN 12454:2005 and DSTU – N B A.3.1-11:2008 are dedicated to visual testing which becomes themost widespread NDT method, but until recently has notbeen enough standardized in Ukraine.Most of the standards determine the requirements to radia-tion (16 standards) and ultrasound (20 standards) testingwhich are actively developing NDT methods. In particular,standard DSTU EN 583-6:2005 sets the requirements to newdirection of ultrasound testing, i.e. time-of-flight diffractionmethod of detection and determination of discontinuity flawdimensions. Standards on magnetic (10), penetrant (7),eddy-current (5) testing, on terminology (8), personnel cer-tification (1), competency of NDT laboratories (1) et. al.are implemented.


157

ИНЖЕНЕРИЯ ПОВЕРХНОСТИ

SURFACE ENGINEERING

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВА-НИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВА ПЕРЕХОДНОЙ ЗО-НЫ КОМПОЗИЦИЙ С ПОКРЫТИЯМИ ПОСЛЕ ВЫ-СОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ. В.П.Безбородов (Ин-т физики прочности и материаловеде-ния СО РАН, Томск, Россия). Важное значение для полу-чения прочных композиций с покрытиями имеют образо-вание между их компонентами прочной адгезионной связипосле напыления и обеспечение условий сплавления припоследующем оплавлении покрытий. При этом большоевлияние на качество формируемых композиций оказыва-ют преобразования в переходной зоне покрытия с основой,вызванные термическими и диффузионными процессами,которые в значительной степени определяют структуру исвойства компонентов и композиций в целом.Известно, что неблагоприятные остаточные растягиваю-щие напряжения, существенно снижающие прочностныехарактеристики композиций, могут возникать в покры-тиях в процессе формирования из-за сильного различияприроды материалов покрытия и основы. Для предотвра-щения этих негативных явлений, как правило, проводятпредварительный подогрев металла основы перед нане-сением покрытий, тщательно оптимизируют режимы на-пыления и оплавления, а также используют термическуюобработку – отжиг композиций для снятия остаточныхнапряжений.Влиянию режимов оплавления покрытий различными спо-собами на структуру и свойства покрытий из никелевыхсплавов уделяется большое внимание авторами многих ра-бот. В то же время слабо исследованы протекающие приоплавлении и термической обработке преобразованияструктуры в переходной зоне покрытия с основой и про-чностные свойства формируемых композиций. В связи сэтим одной из основных задач данной работы являлосьизучение влияния условий процесса оплавления покрытийиз самофлюсующихся никелевых сплавов и последующегоотжига на структуру и прочностные свойства композицийс покрытиями. Такие знания позволяют облегчить выборспособа, оптимального режима оплавления и термообра-ботки композиций, состоящих из различного сочетаниякомпонентов: покрытия и металла основы.Для установления влияния структуры переходной зоныпокрытия с основой на прочностные свойства оплавлен-ных и отожженных композиций в работе были проведеныметаллографические и дюрометрические исследования,микрорентгеноспектральный анализ и прочностные испы-тания композиций при нагружении растяжением. Для на-несения покрытий использовали порошковые материалыиз Ni—Cr—B—Si- и Ni—B—Si-сплавов. Материалами основыслужили низко-, средне- и высокоуглеродистые стали. По-крытия наносились аргонно-азотной плазмой, после чегопроводилось оплавление. В работе использовались раз-личные способы оплавления покрытий и последующегоохлаждения композиций, что обеспечивало разные усло-вия формирования композиций.Была проведена оценка влияния температуры и длитель-ности оплавления покрытий, а также условий охлажденияна структуру и твердость металла ЗТВ основы из различ-ных сталей, а также прочность получаемых композиций.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТ-РОКОНТАКТНОЙ НАПЛАВКИ. Е.В. Бережная (Дон-бас. гос. машиностр. акад., Краматорск, Украина). По-вышение технико-экономических показателей почвообра-батывающих машин неразрывно связано с увеличениемсроков службы составляющих их деталей, тяжелые усло-вия эксплуатации которых приводят к быстрому исчер-

MAIN REGULARITIES OF STRUCTURE FORMATIONAND PROPERTIES OF TRANSITION ZONE OF COM-POSITIONS WITH COATINGS AFTER HIGH-TEMPE-RATURE EFFECT. V.P. Bezborodov (Institute of strengthphysics and materials science, SD RAS, Tomsk, Russia).To produce the strong compositions with coatings it is im-portant to form a strong adhesion between their componentsafter spraying and to provide the conditions of fusion duringnext fusion of coatings. Here, the transformations in tran-sition zone of coating with base, caused by thermal anddiffusion processes, which define to a great extent the struc-ture and properties of components and compositions as awhole, have a large influence on the quality of compositionsbeing formed.It is known that unfavorable residual tensile stresses, signi-ficantly reducing the strength characteristics of compositionscan occur in the coatings during the process of formationdue to a large difference in nature of materials of coatingand base. To prevent these negative phenomena, the prehe-ating is carried out, as a rule, of base metal before coatingdeposition, the conditions of spraying and fusion are opti-mized carefully, and also the heat treatment is used: anne-aling of compositions to relieve the residual stresses.The authors of numerous works paid a large attention to theeffect of conditions of fusion of coatings using different met-hods on the structure and properties of coatings of nickelalloys. At the same time the transformations of structure intransition zone of coating with base, proceeding in fusionand heat treatment, and strength properties of compositionsbeing formed are little studied. In this connection, one ofthe main tasks of this work was to study the effect of con-ditions of the process of fusion of coatings of self-fluxingnickel alloys and subsequent annealing on the structure andstrength properties of compositions with coatings. Thisknowledge allows facilitate the selection of method, opti-mum condition of fusion and heat treatment of compositionsconsisting of different combination of components: of coatingand base metal.To find the effect of structure of transition zone of coatingwith base on strength properties of fused and annealed com-positions, the metallographic and durometric examinations,X-ray spectral microanalysis and strength tests of composi-tions at tensile loading were carried out in the work. Todeposit coatings, the powdered materials of Ni—Cr—B—Si-and Ni—B—Si-alloys were used. The base materials were low-,medium- and high-carbon steels. The coatings were depositedby argon-nitrogen plasma, and, then, the fusion was made.Different methods of coating fusion and next cooling ofcompositions were used in the work, thus providing the dif-ferent conditions of formation of compositions.The effect of temperature and duration of fusion of coatingsand also the conditions of cooling on structure and hardnessof HAZ metal of base of different steels, as well as thestrength of compositions, being produced, was evaluated.

IMPROVEMENT OF TECHNOLOGY OF ELECTRICCONTACT HARD-FACING. E.V. Berezhnaya (DonbassState Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine). Upda-ting of technical-economic characteristics of cultivating mac-hines is inseparably connected with increase in service lifeof their parts, the severe service conditions of which lead toa fast exhaustion of the life margin. One of the effective

ИНЖЕНЕРИЯ SURFACEПОВЕРХНОСТИ ENGINEERING

161

панию запаса долговечности. Одним из эффективных спо-собов решения этой проблемы является электроконтакт-ная наплавка изношенных поверхностей. Основным усло-вием высокой износостойкости наплавляемой композицииявляется создание в ней гетерогенной структуры, состоя-щей из твердых зерен карбида вольфрама (износостойкойоставляющей), равномерно распределенных в пластичнойметаллической Cu—Mn—Ni матрице. В процессе работы из-носостойкого наплавленного материала действующие на-грузки замыкаются на WC + W2C, а металлическая мат-рица выполняет функцию релаксатора напряжений. Опти-мизация технологических параметров процесса электро-контактной наплавки порошковой лентой с матрицей наоснове меди на стальную деталь была проведена с учетомфизико-химических особенностей взаимодействия компо-нентов расплавов в ходе формирования наплавленногослоя. Для расплавов меди и железа характерно преиму-щественное взаимодействие односортных атомов, усили-вающееся с понижением температуры. Такой характер вза-имодействия компонентов может приводить к неоднород-ности металла соединения, что отрицательно влияет наработоспособность восстановленных деталей. Проведен-ный термодинамический анализ стабильных и метаста-бильных превращений с участием жидкой Cu—Fe фазыпоказал, что процессом, оказывающим негативное влия-ние на качество металла соединения, может быть метаста-бильное расслоение переохлажденных медно-железныхрасплавов. Для расплавов с xFe = 0,08—0,75 переохлаждение,необходимое для достижения границ бинодали, не превы-шает 70 К. В концентрационном интервале xFe = 0,35—0,65подобное переохлаждение неизменно приведет к расслоениюметалла, так как при нем будут достигнуты границы спино-дали жидкой фазы. В реальных условиях такое переохлаж-дение может быть легко достигнуто, что приводит к рассло-ению расплава. В святи с этим рекомендован концентрацион-ный интервал с предельным содержанием меди в жидкомсплаве менее 20 % (мас.), которому должен соответствоватьсостав металла соединения.

ПОВЫШЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ДЕ-ТОНАЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ ИЗ КП Fe—Cr—SiC,ПОЛУЧЕННОГО МХС. Ю.С. Борисов, Е.А. Астахов,З.Г. Ипатова, К.В. Янцевич, А.И. Кильдий (Ин-т элек-тросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Ук-раина). Одним из приоритетных направлений ГТН покры-тий является создание материалов с использованием ком-позиционных порошков (КП), состоящих из ферроспла-вов титана, хрома, ниобия, молибдена с добавлением кар-бида или борида кремния, имеющих уникальное сочетаниефизико-химических свойств, таких как твердость, износо-стойкость, коррозионная стойкость.В ИЭС им. Е.О. Патона были проведены исследованиякоррозионной стойкости детонационных покрытий из КПсистем «ферросплав—карбид кремния», полученных спе-канием. Покрытия наносили на установке «ПЕРУН-С» сприменением кислород-пропан-бутановой смеси. Элект-рохимические испытания проводили на потенциостате П-5627М со скоростью развертки 20 мВ/с. Стационарныепотенциалы измеряли относительно хлор-серебряногоэлектрода сравнения. Коррозионные испытания покрытийпоказали улучшение их коррозионной стойкости в агрес-сивных средах по сравнению с хромированной углеродис-той сталью.Более существенно повысить коррозионную стойкостьданных систем удалось за счет формирования покрытийиз КП, полученных механохимическим синтезом (МХС).Анализ результатов электрохимических испытаний по-

methods for the solution of this problem is the electric contacthard-facing of worn-out surfaces. The basic condition of ahigh wear resistance of the composition being hard-faced isthe creation of a heterogeneous structure in it, consisting ofhard grains of tungsten carbide (wear-resistant constituent),uniformly distributed in a plastic metal Cu—Mn—Ni matrix.In the process of operation of wear-resistant deposited ma-terial the effective loads are locked against WC + W2C, andthe metallic matrix fulfils the function of stress relaxation.Optimizing the technological parameters of the process offlux-cored strip electric contact hard-facing with a copper-base matrix on steel part was made with account for thephysical-chemical peculiarities of interaction of melt com-ponents during formation of the deposited layer. The meltsof copper and iron are typical of primary interaction of sin-gle-class atoms, which is intensified with the temperaturedecrease. This nature of interaction of components can leadto joint metal heterogeneity, thus negatively influencing theserviceability of the as-restored parts. The carried out ther-modynamic analysis of stable and metastable transformationswith participation of the liquid Cu—Fe phase showed that ametastable delamination of overcooled copper-iron melts canbe the process , negatively influencing the joint metal qua-lity. For melts with xFe = 0.08—0.75 the overcooling, requiredfor reaching the limits of binodal, does not exceed 70 K. Ina concentration interval of xFe = 0.35—0.65 the similar over-cooling will undoubtedly lead to the metal delamination, ashere the limits of liquid phase spinodal will be reached.Under the real conditions, this overcooling can be easilyattained, thus leading to the melt delamination. In this con-nection the concentration interval with limiting content ofcopper in molten alloy of less than 20 mass %, to which thecomposition of joint metal should correspond, is recommen-ded.

IMPROVEMENT OF CORROSION RESISTANCE OFDETONATION COATING OF Fe—Cr—SiC COMPOSITEPOWDERS, PRODUCED BY MECHANICAL-CHEMI-CAL SYNTHESIS. Yu.S. Borisov, E.A. Astakhov, Z.G.Ipatova, K.V. Yantsevich, A.I. Kildiy (The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Oneof priority directions of GTS of coatings is the developmentof materials using composite powders (CP), consisting offerroalloys of titanium, chromium, niobium, molybdenumwith addition of carbide or silicon boride, having a uniquecombination of physical and chemical properties, such ashardness, wear resistance, corrosion resistance.At the E.O. Paton Electric Welding Institute the investiga-tions of corrosion resistance of detonation coatings of CP of«ferroalloy-silicon carbide» systems, produced by sintering,were carried out. The coating were deposited in «PERUN-S»with application of oxygen-propane-butane mixture. Elect-rochemical tests were performed in potentiostat P-5627 Mat the rate of scanning of 20 mV/s. Stationary potentialswere measured relatively to silver-chlorine electrode for com-parison. The corrosion tests of coatings showed the impro-vement of their corrosion resistance in aggressive media ascompared to chrome-plated carbon steel.It was possible to increase the corrosion resistance moresignificantly due to formation of coatings of CP, producedby mechanical-chemical synthesis (MCS). The analysis ofresults of electrochemical tests of coating of CP of Fe—Cr—SiC system, produced by MCS, showed the increase in its


162

крытия из КП системы Fe—Cr—SiC, полученного МХС,показал увеличение его коррозионной стойкости по отно-шению к таковой для покрытия из спеченного порошка всинтетической морской воде в 12,5 раза, а в 10 %-м раст-воре серной кислоты в 5,25 раза. Объяснение этому можнонайти, сравнивая структуры, фазовые составы и размер-ность фазовых составляющих в напыляемых покрытиях.Практически при одинаковых фазовых составах послед-ние резко отличаются размерностью фазовых составляю-щих. Так, при использовании КП, полученных МХС, на-блюдается смещение размерности структуры покрытий изобласти мелкокристаллической (20—50 мкм) в нанокрис-таллическую (около 100 нм).

МИКРОПЛАЗМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ БИОСОВ-МЕСТИМЫХ ТИТАНОВЫХ ПОКРЫТИЙ. Ю.С. Бори-сов, С.Г. Войнарович, А.Н. Кислица, Е.К. Кузьмич-Янчук(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Успехи, достигнутые имплантологией впоследнее время, в значительной степени связаны с мас-совым применением имплантатов с функциональнымибиомедицинскими покрытиями. С точки зрения повыше-ния биосовместимости и ускорения процесса остеоинтег-рации имплантатов имеет значение не только состав по-крытия, но и морфология его поверхности, величина по-ристости и размер пор.В ИЭС им. Е.О. Патона разработаны метод и оборудова-ние микроплазменного напыления (МПН) биосовмести-мого Ti-покрытия с использованием проволоки. По срав-нению с традиционным проволочным напылением этот ме-тод позволяет снизить потери напыляемого материала принанесении покрытий на малоразмерные изделия благодарямалому (1—5 мм) размеру пятна напыления.В качестве материала для нанесения биосовместимых по-ристых Ti-покрытий использовалась титановая проволокасплошного сечения диаметром 0,3 мм марки ВТ1-00. Длянапыления Ti-покрытий использовали установку микро-плазменного напыления МПН-004, оснащенную устройст-вом для напыления покрытий из проволок. Установленастепень влияния основных факторов микроплазменногонапыления (силы тока, расхода плазмообразующего газа,дистанции напыления, скорости подачи проволоки) напроцесс диспергирования Ti-проволоки, структуру и свой-ства Ti-покрытий. Определены условия формированиябиосовместимых Ti-покрытий с развитой морфологией по-верхности с пористостью до 31,0 % и величиной пор 150—250 мкм при микроплазменном проволочном напылении.Измерение прочности сцепления полученных микроплаз-менных Ti-покрытий показало, что при испытаниях наотрыв она составляет 31—38 MПa (при толщине 300—500 мкм), на сдвиг – 26—29 МПа, что удовлетворяет тре-бованиям ISO 13779-2 на покрытия для эндопротезов.На основе результатов проведенных исследований разра-ботана технология микроплазменного проволочного напы-ления биосовместимых пористых Ti-покрытий на компо-ненты эндопротеза тазобедренного сустава системы«ИТО-МОТОР-СИЧ».

ЭЛЕКТРОДУГОВОЕ НАПЫЛЕНИЕ ПОКРЫТИЙ СПСЕВДОСПЛАВНОЙ СТРУКТУРОЙ. Ю.С. Борисов,И.А. Демьянов, Н.В. Вигилянская (Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). По-крытия с псевдосплавной структурой относятся к отдель-ному виду композиционных покрытий, которые состоятиз материалов, практически или совсем не взаимодейст-вующих между собой (отличаются по температуре плавле-ния, не сплавляются между собой). Электродуговая ме-

corrosion resistance as compared to that for coatings of sin-tered powder in synthetic sea water by 12.5 times, and in10 % solution of sulfuric acid – by 5.25 times. This can beexplained by comparing the structure, phase compositionsand dimension of phase constituents in the sprayed coatings.Almost at similar phase compositions the latter are greatlydiffered by dimension of phase constituents. Thus, whenusing CP, produced by MCS, the shifting of dimension ofstructure of coatings from the region of fine-crystalline (20—50 μm) to nanocrystalline (about 100 nm) one is observed.

MICROPLASMA SPRAYING OF BIOCOMPATIBLE TI-TANIUM COATINGS. Yu.S. Borisov, S.G. Voynarovich,A.N. Kislitsa, E.K. Kuzmich-Yanchuk (The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Achi-evements, attained by the implantology over the recent years,are connected to a large extent with a mass application ofimplants with functional biomedical coatings. From thepoint of view of increasing the biocompatibility and accele-ration of the process of osteointegration of implants not onlythe coating composition is of importance, but also morpho-logy of its surface, value of porosity and size of pores.At the E.O. Paton Electric Welding Institute the methodand equipment have been developed for microplasma spray-ing (MPS) of biocompatible Ti-coating using a wire. Ascompared to the traditional wire spraying, this method al-lows decreasing the losses of material being sprayed duringcoating deposition on small-sized products due to a small(1—5 mm) size of a spraying spot.As a material for spraying the biocompatible porous Ti-coa-tings, the titanium solid wire of 0.3 mm diameter of VT1-0grade was used. For spraying of the Ti-coatings, the MPN-004type installation for microplasma spraying, equipped with adevice for coatings spraying from wire, was used. The degreeof effect of main factors of macroplasma spraying (currentvalue, consumption of plasma-forming gas, distances ofspraying, speeds of wire feeding) on the process of Ti-wiredispersion, structure and properties of Ti-coatings was es-tablished. Conditions of formation of biocompatible Ti-co-atings with a developed morphology of surface with porosityof up to 31.0 % and value of pores of 150—250 μm weredefined in microplasma wire spraying. Measurement of ad-hesion strength of produced microplasma Ti-coatings showedthat at rupture tests it is equal to 31—38 MPa (at 300—500 μmthickness), at shear tests – 26—29 MPa, that meets therequirements of ISO 13779-2 to coatings for endo-prostheses.Basing on the results of carried out investigations, the tec-hnology of microplasma wire spraying of biocompatible po-rous Ti-coatings on components of endo-prosthesis of hipjoint of «ITO-MOTOR-SICH» system has been developed.

ELECTRIC ARC SPRAYING OF COATINGS WITH APSEUDOALLOY STRUCTURE. Yu.S. Borisov, I.A. De-myanov, N.V. Vigilyanskaya (The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Coatings withpseudo-alloy structure refer to a separate type of compositecoatings, which consist of materials, which little or almostnot interact between themselves (differed in temperature ofmelting, not fused between themselves). The electric arcmetallization allows deposition of coatings with a pseudoal-


163

таллизация позволяет наносить покрытия с псевдосплав-ной структурой, которая формируется за счет распыленияразнородных проволок. В ИЭС им. Е.О. Патона электро-дуговым напылением получены псевдосплавные покрытияна основе меди, которые обеспечивают увеличение изно-состойкости без существенного изменения теплопроводно-сти. Покрытия состоят из равномерно распределенных пообъему слоя структурных составляющих, одной из кото-рых является медь, а второй – упрочняющий компонент:NiCr, Mo, Ti, FeB. Общая твердость покрытий составляетдля Cu—NiCr – 1,85, Cu—Mo – 1,89, Cu—Ti – 2,75,Cu—FeB – 7 ГПа. По оценке теплопроводности покрытиеCu—Mo имеет λ около 70 % λCu, в случае Cu—NiCr и Cu—Ti – это около 50 % λCu. Стойкость данных покрытий кабразивному изнашиванию при комнатной температуре порезультатам проведенных испытаний превышает чистуюмедь в 1,5—3 раза. Покрытие Cu—NiCr превышает свойствамеди по твердости при температуре 400 °С в 3 раза.Одновременным распылением разнородных проволок по-лучены псевдосплавные покрытия NiCr—БрАж твердо-стью 2,5 ГПа, NiCr—Св08Х19Н10М3Б твердостью 3,5 ГПаи покрытия на основе сочетания порошковых проволок сцельнотянутой проволокой нихрома: NiCr—ПП-Нп30Х4В2М2ФС твердостью 4 ГПа, NiCr + ПП-FeMo—SiC твердостью 5 ГПа.Установлено, что износостойкость покрытий Cu—NiCr,Cu—Mo, Cu—FeB и NiCr—Св08Х19Н10М3Б при нагреве до300—350 °С превышает в этих условиях стойкость чистоймеди в 5; 1,1; 22 и 155 раз, соответственно.Применение данных покрытий является перспективнымдля защиты деталей и конструкции в различных отрасляхпромышленности, в том числе для повышения стойкостимедных кристаллизаторов машин непрерывного литья за-готовок.

МАГНЕТРОННОЕ НАНЕСЕНИЕ СВЕРХТВЕРДЫХНАНОКОМПОЗИТНЫХ nc-TiC/a-C ПОКРЫТИЙ.Ю.С. Борисов1, М.В. Кузнецов1, А.В. Волос1, В.Г. За-доя1, В.В. Стрельчук2, В.П. Кладко2, В.Ф. Горбань3.(1Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Ураины,Киев, Украина; 2Ин-т физики полупроводников им. В.В.Лошкарева, Киев, Украина; 3Ин-т проблем материало-ведения им. И.М. Францевича, Киев, Украина). Однойиз текущих задач инженерии поверхности является раз-работка составов и технологии осаждения сверхтвердыхнанокомпозитных покрытий.Для осаждения TiC/C покрытий использовалась системаиз двух магнетронных распылительных устройств с тита-новой и графитовой мишенью. Исследованы условия по-лучения TiC/C покрытий с регулируемым содержаниемуглерода, изменяемым от 42 до 70 ат. %. Показано, чтопри содержании углерода в пределах 42—54 ат. % покрытиесостоит из наноразмерных кристаллов TiC, внедренных вматрицу аморфного углерода. Размеры зерна TiC умень-шаются от 5,3—10,2 до 2,9—4,3 нм с увеличением содер-жания углерода в покрытии от 42 до 54 ат. %.Изучено влияние карбидных подслоев на свойства. В част-ности, при использовании подслоя WC—6Co толщиной40—50 мкм, нанесенного на подложку из стали 40Х дето-национным напылением, в случае покрытия nc-TiC/a-Cтолщиной 2,8—3,1 мкм, была получена наивысшая твер-дость до 38 ГПа при модуле упругости 45 ГПа.

loy structure, which is formed by spraying of dissimilar wires.At the E.O. Paton Electric Welding Institute the electricarc spraying was used to produce the pseudoalloy coatingson copper base, which provide the increase in wear resistancewithout significant change of heat conductivity. The coatingsconsist of structural components, uniformly distributed inlayer volume, one of which is copper, the second one ishardening component: NiCr, Mo,Ti, FeB. Total hardness ofcoatings for Cu—NiCr—1.85 is Cu—Mo—1.89, Cu—Ti—2.75,Cu—FeB—7 GPa. From the estimate of heat conductivity thecoating Cu—Mo has λ of about 70 % λCu, in case of Cu—NiCrand Cu—Ti it is about 50 % λCu, From the test results theresistance of these coatings against abrasive wear at roomtemperature exceeds that of the pure copper by 1.5—3.0 times.Coating Cu—NiCr 3 times exceeds the properties of copperin hardness at temperature 400 °C.Simultaneous spraying of dissimilar wires provided produ-cing pseudoalloy coatings NiCr—BrAzh of 2.5 GPa hardness,NiCr—Sv08Kh19N10M3B coatings of 3.5 GPa hardness andcoating on the base of combination of flux-cored wires withsolid-drawn wire of nichrome: NiCr-PP-Np30Kh4B2M2FSof 4 GPa hardness, NiCr + PP-FeMo—SiC of 5 GPa hardness.It was found that the wear resistance of coatings Cu—NiCr,Cu—Mo, Cu—FeB and NiCr—Sv08Kh19N10M3B at heatingup to 300—350 °C exceeds under these conditions the resis-tance of pure copper by 5, 1.1, 22 and 153 times, respectively.The application of these coatings is promising for protectionof parts and structures in various branches of industry, in-cluding the increase in service life of copper moulds of mac-hines for continuous casting of billets.

MAGNETRON SPUTTERING OF SUPER-HARD NA-NOCOMPOSITE nc-TiC/a-C COATINGS. Yu.S. Bori-sov1, M.V. Kuznetsov1, A.V. Volos1, V.G. Zadoya1, V.V.Strelchuk2, V.P. Kladko2, V.F. Gorban3 (1The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine; 2V.E.Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Kiev, Uk-raine; 3I.M. Frantsevich Institute of Problems of MaterialsScience, Kiev, Ukraine). One of the current problems ofthe surface engineering is the development of compositionsand technology of deposition of super-hard nanocompositecoatings.To deposit TiC/C coatings the system of two magnetronsputtering devices with a titanium and graphite target wasused. The conditions were investigated for producing TiC/Ccoatings with a controllable content of carbon, changed from42 up to 70 at.%. It is shown that at carbon content in theranges of 42—54 at.% the coating consists of nanodimensionalcrystals of TiC, embedded into matrix of amorphous carbon.Sizes of TiC grain are decreased from 5.3—10.2 to 2.9—4.3 nmwith increase in carbon content in coating from 42 up to54 at.%.The effect of carbide sublayers on properties was studied, inparticular, when applying the sublayer WC—6Co of 40—50 μm thickness, deposited on substrate of steel 40X bydetonation coating, the highest hardness of up to 38GPa atelasticity modulus of 45GPa was obtained in case of coatingnc-TiC/a-C of 2.8—3.1 μm thickness.


164

МАГНЕТРОННОЕ НАНЕСЕНИЕ НАНОКОМПОЗИТ-НОГО CNx ПОКРЫТИЯ. Ю.С. Борисов1, М.В. Кузне-цов1, А.В. Волос1, В.Г. Задоя1, В.В. Стрельчук2, В.П.Кладко2, В.Ф. Горбань3 (1Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина; 2Ин-т физикиполупроводников им. В.В. Лошкарева, Киев, Украина;3Ин-т проблем материаловедения им. И.М. Францевича,Киев, Украина). Одной из текущих задач инженерии по-верхности является разработка технологии осаждения на-нокомпозитного покрытия CNx.Для осаждения CNx-покрытия использовалась система издвух магнетронных устройств с титановой и графитовоймишенью. Осаждение покрытия CNx проводилось в смесигазов Ar/N2. Исследованы условия получения CNx-по-крытия в смеси газов Ar/N2 при давлении p = 0,35, 1,2 Па и температуре образца T = 100—200 °C. Показано,что наиболее износостойкие покрытия CNx получены прир = 0,35 Па, Т = 130 °С, % QN = 40 и 58 %. Изученымеханические характеристики покрытия CNx. Показано,что положительные результаты испытаний на износостой-кость хорошо согласуются с высокими значениями норми-рованной твердости H/E* = 0,131, процента упругой де-формации εes = 4,03 % и процента упругого восстановле-ния R = 87,3 %. Исследование структуры покрытия пока-зало, что покрытия имеют аморфную разупорядоченнуюграфитоподобную структуру с sp- , sp- и sp1-электроннымисвязями углерода. Наиболее упорядоченная структура уизносостойких покрытий CNx (наименьшая величинаID/IG = 1,16 и 1,2 ), полученных при р = 0,35 Па, Т == 130 °С, % QN = 40 и 58 %.Изучено влияние подслоя титана и переходного слоя TiCNна адгезионные свойства. При использовании подслоя ти-тана и переходного слоя TiCN увеличивается адгезия по-крытия к подложкам из титана и стали Х18Н10Т.

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНО-СТИ СИСТЕМЫ ЭКРАНИРОВАНИЯ ПЛАЗМЕННОЙСТРУИ С НАПЫЛЯЕМЫМ МАТЕРИАЛОМ ОТ ВЗА-ИМОДЕЙСТВИЯ С ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ. Ю.С. Бори-сов, А.П. Мурашов, А.П. Грищенко (Ин-т электро-сварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина).При нанесении покрытий плазменной струей в открытойатмосфере на формирование покрытия влияет подмеши-вание в струю газов окружающей среды. Это приводит кзагрязнению покрытия, обусловленного протеканием не-контролируемых реакций напыляемого материала и на-пыляемого слоя с активными компонентами окружающейсреды. Кроме того, такое взаимодействие напыляемого по-тока с окружающей средой приводит к его охлаждению,что ведет к уменьшению КПД процесса.Одним из решений проблемы защиты напыляемого мате-риала от воздействия внешней среды является использо-вание насадки местной защиты. От формы насадки, ееразмеров, расхода защитного газа зависит эффективностьзащиты. Неправильный выбор выше перечисленных пара-метров приводит к возникновению в насадке на внутрен-них поверхностях наплывов напыляемого порошка и, какследствие, образованию дефектов в покрытии.Цель работы заключалась в определении конструкции,формы, размеров специальной защитной насадки, расходазащитного газа и исследование влияния этих параметровна процесс напыления покрытий, в частности, оценка воз-можности снижения мощности плазмотрона, необходимойдля получения покрытия с высокой прочностью сцепленияи плотностью.Применение разработанной защитной насадки позволилоувеличить среднюю скорость напыляемых частиц на 25 %

MAGNETRON SPUTTERING OF NANOCOMPOSITECNx COATING. Yu.S. Borisov1, M.V. Kuznetsov1, A.V.Volos1, V.G. Zadoya1, V.V. Strelchuk2, V.P. Kladko2,V.F. Gorban3 (1The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine; 2V.E. Lashkaryov Institute of Se-miconductor Physics, Kiev, Ukraine; 3I.M. Frantsevich In-stitute of Problems of Materials Science, Kiev, Ukraine).One of the current problems of the surface engineering isthe development of compositions and technology of deposi-tion of super-hard nanocomposite coating CNx.To deposit CNx coating the system of two magnetron sput-tering devices with a titanium and graphite target was used.Deposition of CNx coating was performed in mixtures ofAr/N2 gases. Conditions of producing CNx-coating in mix-tures of Ar/N2 gases at pressure p = 0.35, 1, 2 Pa andspecimen temperature T = 100—200 °C were investigated. Itis shown that the most wear-resistant coatings CNx wereproduced at p = 0.35 Pa, T = 130 °C, % QN = 40 and 58 %.Mechanical characteristics of coating CNx were studied. Itwas shown that the positive results of wear resistance testsare well correlated with high values of standardized hardnessH/E* = 0.131, percent of elastic deformation εes = 4.03 %and percent of elastic recovery R = 87.3 %. The examinationof coating structure showed that the coatings have an amor-phous disordered graphite-like structure with sp-, sp- andsp1-electron bonds of carbon. The most ordered structure istypical of wear-resistant coatings CNx (the least valueID/IG = 1.16 and 1.2), obtained at p = 0.35 Pa, T = 130 °C,% QN = 40 and 58 %.The effect of titanium sublayer and transition layer TiCNon adhesion properties was studied. When applying the ti-tanium sublayer and transition layer TiCN, the adhesion ofcoating to substrates of titanium and steel Kh18N10T isincreased.

DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF EFFECTI-VENESS OF SYSTEM OF SHIELDING THE PLASMAJET WITH SPRAYED MATERIAL FROM INTERACTI-ON WITH ENVIRONMENT. Yu.S. Borisov, A.P. Muras-hov, A.P. Grishchenko (The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine). When coating is sprayedby plasma jet in open atmosphere, the entry of environmentalgases into the jet influences the coating formation. This leadsto the coating contamination, caused by proceeding of un-controllable reactions of material, being sprayed, and layer,being sprayed, with active components of the environment.Moreover, this interaction of spraying flow with environ-ment leads to its cooling, thus resulting in decrease of theprocess efficiency factor.One of the solutions of problem of protection of materialbeing sprayed from the environment effect is an applicationof a local protection nozzle. The protection efficiency dependson the nozzle shape, its size, consumption of the shieldinggas. The improper selection of the above-listed parametersleads to the appearance of overlaps of powder, being sprayed,on the nozzle inner surfaces, and as consequence, the forma-tion of defects in the coating.The aim of the work was to define the design, shape, sizesof a special protective nozzle, consumption of shielding gasand to investigate the effect of these parameters on the pro-cess of coating spraying, in particular, evaluation of possi-bilities of decrease in plasmatron power required for produ-cing coatings with a high adhesion strength and density.Application of the designed protective nozzle allowed incre-asing the average rate of particles being sprayed by 25 %(from 95 up to 120 m/s), improving the particles warm-up,decreasing the required specific power of spraying process


165

(с 95 до 120 м/с), улучшить прогрев частиц, снизитьнеобходимую удельную энергию процесса напыления на20 % за счет увеличения высокотемпературной зоны плаз-менной струи. Покрытия, полученные с применением на-садки, содержат на 10 % меньше оксидов (5 и 4,5 % соот-ветственно), пористость снижается в 4 раза (с 0,4 до0,1 %), прочность сцепления с подложкой повышается на20 % (с 30±3,3 до 36±2,8 МПа).

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВГРАДИЕНТНЫХ ПОКРЫТИЙ. Ю.С. Борисов, А.П.Мурашов, А.П. Грищенко, Н.В. Вигилянская (Ин-т элек-тросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украи-на). Одним из путей повышения такого служебного свой-ства теплозащитных покрытий (ТЗП), как термостой-кость, является использование градиентности структурыТЗП. Цель применения градиентности состоит в снижениинапряжений в покрытии, вызванных разницей коэффи-циентов термического расширения основы металлическогоподслоя и керамического теплозащитного слоя.Данная работа посвящена исследованию влияния структу-ры и состава градиентных плазменных покрытий на ихтермостойкость. В качестве металлической составляющейиспользовали сплав NiCrAlY, имеющий высокую жаро-стойкость. В качестве керамического слоя использовалидиоксид циркония ZrO2, стабилизированный оксидом ит-трия Y2O3. Градиентные покрытия получали напылениемпятислойных ТЗП с изменением соотношения металла икерамики в слоях от металлического подслоя к внешнемукерамическому слою (100, 75/25, 50/50, 25/75, 100).Для сравнения испытывали двуслойные покрытия систе-мы NiCrAlY—ZrO2. Для оценки термостойкости использо-вали методику прямого нагрева поверхности образца пла-менем газовой горелки со стороны покрытия в течение 5 сс последующим охлаждением струей воздуха в течение30 с.Результаты исследования стойкости к тепловому ударудвойных покрытий и градиентных показали, что градиент-ные покрытия имеют большую стойкость к термоудару,чем двойные в 2 раза (градиентные покрытия более 4000циклов, двуслойные 2000 циклов).

КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОРОШКИ ДЛЯ ГТН Fe—Cr—SiC, ПОЛУЧЕННЫЕ МЕТОДОМ МХС. СТРУКТУРАИ СВОЙСТВА. Ю.С. Борисов, В.Л. Рупчев, А.Н. Бур-лаченко, А.Л. Борисова, Л.И. Адеева, А.Ю. Туник (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина). Представлены структура и свойства компози-ционных порошков Fe—Cr—SiC для газотермического на-несения покрытий, полученные методом механохимичес-кого синтеза (МХС). На основе термодинамического ана-лиза возможных реакций железа и хрома с карбидом крем-ния выбраны составы, отличающиеся наиболее высокойэкзотермической активностью, а именно реакции Cr и SiCс образованием карбида хрома Cr23C6 и силицида Cr5Si3,для которой ΔН = —109,13 кДж/моль и железа с карбидомкремния с образованием Fe3Si и C, для которого ΔН == —27,98 кДж/моль.На основании этих данных рассчитан состав смеси(мас. %): 40,5Fe—45Cr—14,5SiC. Исследование процессаполучения композиционных порошков проводили в пла-нетарной мельнице «Активатор-2SL» на воздухе при ско-рости вращения барабанов 1500 об/мин при соотношениимассы шаров к массе шихты 10:1 в течение 0,5—5 ч. Былоустановлено, что при времени обработки 0,5—1,5 ч проис-ходит образование твердого раствора Fe—Cr, в которомравномерно распределены частицы SiC. Микротвердость

by 20 % due to increase of the high-temperature zone of theplasma jet. Coatings, produced by use of the nozzle, have alower content of oxides by 10 % (5 and 4.5 %, respectively),porosity is 4 times decreased (from 0.4 to 0.1 %), the strengthof adhesion with substrate is increased by 20 % (from 30±3.3up to 36±2.8 MPa).

INVESTIGATION OF HEAT-PROTECTIVE PROPERTI-ES OF GRADIENT COATINGS. Yu.S. Borisov, A.P. Mu-rashov, A.P. Grishchenko, N.V. Vigilyanskaya (The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine).One of the ways for improving such service property of heat-protective coating (HPC), as thermal resistance, is the ap-plication of gradient properties of HPC structure. The aimof application of gradient parameter is to decrease the stressesin the coating, caused by their difference in coefficients ofthermal expansion of metal sublayer base and ceramic heat-protective layer.The present work is devoted to the investigation of effect ofstructure and composition of gradient plasma coatings ontheir thermal resistance, As a metallic component, the alloyNiCrAlY was used, having a high temperature resistance. Asa ceramic layer, the zirconium dioxide ZrO2, stabilized withyttrium oxide Y2O3, was used. Gradient coatings were pro-duced by spraying of five-layer HPC with change in ratio ofmetal and ceramics in layers from a metallic sublayer to externalceramic layer (100, 75/25, 50/50, 25/75, 100).For compa-rison, the double-layer coatings of NiCrAlY—ZrO2 system weretested. To evaluate the thermal resistance, the procedure ofdirect heating of specimen surface by the flame of gas torchwas used on the side of coating for 5 s with next cooling byair jet for 30 s.Results of investigation of resistance to heat shock of doublecoatings and gradient ones showed that the gradient coatingshave the 2 times higher resistance to heat shock than thedouble ones (the gradient coatings at more than 4000 cycles,the double ones – 2000 cycles).

COMPOSITE POWDERS Fe—Cr—SiC FOR THERMALSPRAYING, PRODUCED BY MChS. STRUCTUREAND PROPERTIES. Yu.S. Borisov, V.L. Rupchev, A.N.Burlachenko, A.L. Borisova, L.I. Adeeva, A.Yu. Tunik (TheE.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Uk-raine). Presented are the structure and properties of compo-site powders Fe—Cr—SiC for gas thermal spraying of coating,produced by mechanical-chemical synthesis (MChS). Basingon the thermodynamic analysis of possible reactions of ironand chromium with silicon carbide, the compositions wereselected, characterized by the highest exothermal activity,namely reaction of Cr and SiC with the formation of chro-mium carbide Cr23C6 and silicide Cr5Si3, for which ΔH == —109.13 kJ/mole and iron with silicon carbide with for-mation of Fe3Si and C, for which ΔH = —27.98 kJ/mole.On the basis of these data, the composition of mixture(mass %): 40.5Fe—45Cr—14.5SiC was calculated. The inves-tigation of the process of producing the composite powderswere performed in a planetary mill «Activator-2SL» in airat the 1500 rpm speed of rotation of drums at ratio of ballsmass to charge mass as 10:1 for 0.5—5.0 h. It was found thatat 0.5—1.5 h time of treatment the solid solution Fe—Cr isformed, in which the SiC particles are uniformly distributed.Mircohardness of composite particles is increased from 6.6up to 10 GPa in treatment from 0.5 up to 1.5 h. With increase


166

композиционных частиц возрастает от 6,6 до 10 ГПа приобработке от 0,5 до 1,5 ч. При увеличении времени обра-ботки до 5 ч происходит взаимодействие SiC с феррохро-мом с образованием карбидных [Cr23С6, (Fe—Cr)7С3] исилицидных фаз хрома (CrSi2), а также железа (Fe3Si,FeSi2). Микротвердость частиц при максимальном вре-мени обработки достигает значения 10,6 ГПа. При метал-лографическом и микродюрометрическом анализе (пост-роение вариационных кривых микротвердости) было ус-тановлено, что частицы композиционного порошка Fe—Cr—SiC имеют мелкодисперсную структуру и состоят изферрохрома-силицидной матрицы (Нμ = 8,75 ГПа), в ко-торой равномерно распределены дисперсные частицы кар-бидов [Cr23С6, (Fe—Cr)7С3, Нμ = —11,4 ГПа].Исследование фракционного состава порошковой смесипоказало, что он содержит около 30 % частиц размеромоколо 40 мкм.

ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ И КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТ-ВА ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ СЛОЖНОЛЕ-ГИРОВАННОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ AlCuFe, СО-ДЕРЖАЩЕГО КВАЗИКРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ ФАЗУ.А.Л. Борисова, А.Н. Бурлаченко, А.П. Грищенко, З.Г.Ипатова, Т.В. Цымбалистая, К.В. Янцевич (Ин-т элек-тросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Ук-раина). Представлены результаты исследования теплоза-щитных и коррозионных свойств плазменных покрытийиз порошков AlCuFe и AlCuFeTiCrSi-сплавов, нанесен-ных на образцы из жаропрочного алюминиевого сплаваД16, который применяют для изготовления поршней идругих деталей ДВС.В качестве напыляемого материала использовали порош-ки, полученные методом механо-химического синтеза(МХС) и распылением расплава водой высокого давле-ния. Покрытия наносили дозвуковым и сверхзвуковымплазменными методами напыления.Теплозащитные свойства покрытий исследовали на спе-циально изготовленном стенде с использованием прямогонагрева струей пламени газовой горелки ГН-2. В качествегорючей смеси применяли смесь С3Н8 и О2. Максимальнаятемпература нагрева составляла 400 °С, что соответство-вало рабочей температуре деталей поршневой группыДВС, изготовляемых из алюминиевых сплавов.Наиболее существенное влияние на эффективность тепло-вой защиты – снижение уровня максимальной темпера-туры образца по сравнению с образцом без покрытия –оказывает содержание квазикристаллической ψ-фазы (ΔТдостигает от 100 до 140 °С), толщина покрытия (так, притолщине 200 мкм снижение Тмах составляет около 50 °С,при 500 мкм около 25 °С, при 900 мкм около 15 °С на100 мкм толщины), метод получения порошка.Коррозионным испытаниям были подвергнуты те же по-крытия в морской воде и смеси (морская вода + 10 %Na2SО4 (1:1)). Электрохимическое поведение и корро-зионную стойкость газотермических покрытий исследова-ли потенциостатическим методом с использованием спе-циально сконструированной прижимной ячейки. Для всехпокрытий наблюдается высокая коррозионная стойкостьв испытуемых растворах, хотя для морской воды она не-сколько хуже, чем для смеси морская вода и 10 % Na2SО4.

ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ И ФРАКЦИОННЫЙ СО-СТАВ ЧАСТИЦ ПРИ ПЛАЗМЕННОМ НАПЫЛЕНИИТОКОВЕДУЩЕЙ ПРОВОЛОКОЙ. О.Г. Быковский,А.Н. Лаптева (Запорожский нац. техн. ун-т, Запоро-жье, Украина). Прочностные и специальные свойства на-

of time of treatment up to 5 h the further interaction of SiCwith ferrochrome is occurred with the formation of carbide[Cr23C6, (Fe—Cr)7C3] and silicide phases of chromium(CrSi2), as well as of iron (Fe3Si, FeSi2). Microhardness ofparticles at maximum time of treatment reaches the value of10.6 GPa. It was found during metallographic and micro-durometric analysis (plotting of variation curves of micro-hardness) that particles of composite powder Fe—Cr—SiChave a fine-dispersed structure and consist of ferrochrome-silicide matrix (Hμ = 8.75 GPa), in which the dispersedparticles of carbides [Cr23C6, (Fe—Cr)7C3, Hμ = —11.4 GPa]are uniformly distributed.The examination of fractional composition of the powdermixture showed that it contains about 30 % of particles ofabout 40 μm size.

HEAT-PROTECTIVE AND CORROSION PROPERTIESOF PLASMA COATINGS OF COMPLEXLY-ALLOYEDALLOY ON AlCu—Fe BASE, CONTAINING A QUASI-CRYSTALLINE PHASE. A.L. Borisova, A.N. Burlachen-ko, A.P. Grishchenko, Z.G. Ipatova, T.V. Tsymbalistaya,K.V. Yantsevich (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). Presented are the results of investi-gation of heat-protective and corrosion properties of plasmacoatings of powders of AlCuFe and AlCuFeTiCrSi-alloys de-posited on specimens of high-temperature aluminium alloyD16 which is used for manufacture of pistons and othercomponents of internal combustion engines (ICE). Powders,produced by the method of mechanical-chemical synthesis(MCS) and spraying of melt by high-pressure water wereused as a spraying material. The coatings were deposited bysubsonic and supersonic plasma methods of spraying.Heat-protective properties were investigated in a specially-manufactured stand using direct heating by flame of gastorch GN-2. As a combustion mixture, the C3H8 and O2mixture was used. Maximum heating temperature was 400 °Cthat corresponded to the operating temperature of parts ofpiston group of ICE, manufactured of aluminium alloys.The most significant effect on the effectiveness of heat pro-tection, i.e. the decrease in level of maximum temperatureof specimen as compared with specimen without coating, isattained by content of quasi-crystalline ψ-phase (ΔT reachesfrom 100 up to 140 °C), thickness of coating (thus, at thic-kness 200 μm the decrease in Tmax is about 50 °C, at 500 μmis 25 °C, at 900 μm is about 15 °C per 100 μm of thickness)and method of powder producing.The same coatings were subjected to corrosion tests in seawater and mixture (sea water + 10 % Na2SO4 (1:1). Elect-rochemical behavior and corrosion resistance of thermal co-atings were investigated by a controlled potential methodusing a specially-designed pressure cell. For all the coatings,a high corrosion resistance in test solutions is observed, tho-ugh for sea water it is somewhat lower than for mixture ofsea water and 10 % Na2SO4.

THERMAL STATE AND FRACTION COMPOSITIONOF PARTICLES IN PLASMA SPRAYING WITH CUR-RENT-CARRYING WIRE. O.G. Bykovsky, A.N. Lapteva(Zaporozhye National Technical University, Zaporozhye,Ukraine). Strength and special properties of sprayed coa-


167

пыленных покрытий определяются размерами, скоростьюи температурой напыляемых частиц.Авторами путем прямого калориметрирования были опре-делены температура и строение частиц, распыляемых наоптимальных параметрах режима материалов в виде про-волок.Было установлено, что температура плазменной струи икапель всех распыляемых материалов намного превышаетне только температуру их плавления, но и кипения (дляалюминия А0 – 9100 °С, для меди М1 – 3090 °С, длябронзы КМц3-1 – 3800 °С, для металла, нанесенногопорошковой проволокой ПП-100Х15М2Г2Р – 7930 °С,для металла, нанесенного проволокой Нп65Г – 4690 °С,для материала, нанесенного проволокой Св07Х20Н9Г7Т –4160 °С). Поэтому часть металла переносится в парооб-разном состоянии и его доля составляет соответственно41, 7,3, 11,3, 39, 18,7 и 15,3 %, что качественно согласуетсяс наибольшими значениями средней температуры плаз-менно-металлического потока. При исследовании фрак-ционного состава частиц алюминия и высокоуглеродистыхстальных проволок формирование напыленного слоя про-исходит за счет частиц размером 0,4—0,063 мм на 82—90 %,меди и бронзы за счет частиц размером 0,4—0,1 мм на85—90 %, нержавеющей стали за счет частиц размером0,4—0,2 мм на 90 %.Мелкодисперсные фракции размером менее 0,063 мм ипылевидные, выделенные путем послойной механическойобработки быстровращающейся стальной щеткой предс-тавляют продукты конденсированных парообразных фаз.При своем движении в плазменном потоке они быстреетеряют скорость и температуру, ухудшая когезионнуюпрочность нанесенного покрытия, которое представляетсобой псевдосплав со свойствами, отличающимися от при-сущих исходному материалу.

МИКРОПЛАЗМЕННЫЕ РЕЗИСТИВНЫЕ ПОКРЫ-ТИЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ ПОРОШКА ДИОКСИДАТИТАНА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЭЛЕКТРОНАГ-РЕВАТЕЛЯХ. С.Г. Войнарович, Е.К. Кузьмич-Янчук,А.Н. Кислица, С.Н. Калюжный, О.П. Масючок, В.Ю.Глуховский (Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАНУкраины, Киев, Украина). В настоящее время интенсивноведется замена металлических нагревательных элементовна более современные и дешевые керамические. Этим обус-ловлена актуальность данной работы, где показана воз-можность получения керамических нагревателей путем на-несения дорожек из резистивных материалов методомГТН.В качестве материала для напыления резистивного покры-тия был выбран диоксид титана ТіО2, который использу-ется в промышленности для получения электронагрева-тельных элементов. Для обеспечения электроизоляции итеплоизоляции нагревательного элемента от подложки ис-пользован оксид алюминия Al2O3. Для напыления ис-пользовалась установка микроплазменного напыленияМПН-004, разработанная в ИЭС им. Е.О. Патона. Фик-сирование температур в процессе нагрева проводили с ис-пользованием тепловизора IRISYS IRI 1020. В качествеосновы макета нагревательного элемента использовали ме-таллические пластины из стали Ст3 толщиной 2 мм. Наних наносился электроизоляционный слой Al2O3 толщи-ной 300 мкм. После охлаждения пластины экранировалитрафаретами из фольги для придания нагревательным до-рожкам змеевидной формы. Слой токопроводящего резис-тивного материала толщиной 100 мкм из ТіО2 наносилсяв виде узкой дорожки шириной 4 мм при общей длине300 мм.

tings are defined by sizes, speed and temperature of particlesbeing sprayed.Using the direct calorimetry the authors determined the tem-perature and structure of particles, sprayed of materials inthe form of wires at optimum condition parameters.It was found that the temperature of plasma jet and dropsof all the materials being sprayed much exceeds not only thetemperature of their melting, but also that of boiling (foraluminium AO – 9100 °C, for copper M1 – 3090 °C, forbronze KMts3-1 – 3800 °C, for metal, sprayed of flux-coredwire PP-100Kh15M2G2R – 7930 °C, for metal sprayed ofwire Np65G – 4690 °C, for metal, sprayed of wireSv07Kh20N9G7T – 4160 °C). Therefore, the part of metalis transferred in a vapor-like state and its fraction is, respec-tively, 41, 7.3, 11.3, 39, 18.7 and 15.3 %, that is qualitativelycorrelated with small values of average temperature of plas-ma-metal flow. The investigation of fractional compositionof particles of aluminium and high-carbon steel wires showedthat the formation of a sprayed layer is occurred at theexpense of particles of 0.4—0.063 mm size by 82—90 %, copperand bronze at the expense of particles of 0.4—0.1 mm size by85—90 %, stainless steel at the expense of particles of 0.4—0.2 mm size by 90 %.The fine-dispersed fractions of size of less than 0.063 mmand dusty ones, precipitated by layer-by-layer mechanicaltreatment using a rapidly-rotated steel brush, are the pro-ducts of condensed vapor-like phases. At their motion in theplasma flow they loss quicker the rate and temperature,deteriorating the cohesion strength of the sprayed coating,which represents a pseudo-alloy with properties, differedfrom those, typical of initial material.

MICROPLASMA RESISTIVE COATINGS, PRODUCEDOF TITANIUM DIOXIDE POWDER FOR APPLICATI-ON IN ELECTRIC HEATERS. S.G. Voinarovich, E.K.Kuzmich-Yanchuk, A.N. Kislitsa, S.N. Kalyuzhnyi, O.P.Masyuchok, V.Yu. Glukhovsky (The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). At the presenttime the metal heating elements are intensively replaced bythe more updated and cheaper ceramic elements. This stipu-lates the topicality of the present work, where the possibilityof manufacture of ceramic heaters by deposition of paths ofresistive materials by the thermal spraying method is shown.As a material for the resistive coating deposition, the titaniumdioxide TiO2 was selected, which is used in industry formanufacture of electric heating elements. To provide electricinsulation and heat insulation of heating element from sub-strate, the aluminium oxide Al2O3 was used. The installationfor microplasma spraying of the MPN-004 type, developedat the E.O. Paton Electric Welding Institute, was appliedfor spraying. Temperatures in the process of heating wererecorded by using the thermal imager IRISYS IRI 1020.Metal plates of 2 mm thick steel St3 were used as a base ofheating element mock-up. Electric insulation layer Al2O3 of300 μm thickness was deposited on them. After cooling, theplates were shielded by sheets of foil to impart the serpentineshape to the heating paths. The layer of current-carryingresistive material of 100 μm thickness of TiO2 was depositedin the form of a narrow path of 4 mm width at a total lengthof 300 mm.The analysis of obtained results of measurements showedthat at a gradual heating from 26 to 230 °C the fracture ofheating layers was not observed. At next increase of tempe-rature, the destruction of heating materials (phase transfor-


168

Анализ полученных результатов измерений показал, чтопри постепенном нагревании от 26 до 230 °С разрушениянагревательных слоев не происходило. При дальнейшемповышении температуры происходила деструкция мате-риала нагревателя (фазовая трансформация анатаз-ру-тил), что привело к потере электропроводности. Такимобразом, экспериментально доказана возможность ис-пользования технологии МПН для получения нагрева-тельных элементов с температурой нагрева до 200 °С изTiO2-покрытий в качестве токопроводящего резистивногоматериала.

ВЛИЯНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕ-ТАЛИ НА ПРОЧНОСТЬ СЦЕПЛЕНИЯ ПРИ ЭЛЕК-ТРОКОНТАКТНОЙ НАПЛАВКЕ. Д.А. Волков, А.Д.Кошевой (Донбас. гос. машиностр. акад., Краматорск,Украина). Повышение эксплуатационной надежности де-талей и узлов современной техники без существенногоувеличения их массы и стоимости – весьма сложная, и,в то же время, актуальная задача сегодняшнего дня. Од-ним из путей решения этой задачи является создание ком-позиционных износостойких покрытий на рабочих по-верхностях контактирующих деталей узлов трения. Важ-ное место в упрочнении и восстановлении поверхностейтрения занимает технология нанесения покрытий из ком-позиционных материалов на основе металлической мат-рицы методом электроконтактной наплавки (ЭКН). Дета-ли, подлежащие восстановлению методом ЭКН металли-ческими порошками, могут иметь различную величину ше-роховатости изношенной поверхности, образованной либов процессе эксплуатации, либо вследствие предваритель-ной механической обработки восстанавливаемой поверх-ности и которая, в свою очередь, будет оказывать сущес-твенное влияние на процессы тепловыделения в контактеприсадочный материал—деталь и, следовательно, на проч-ность сцепления.Были проведены экспериментальные наплавки образцовс различной шероховатостью поверхности порошковымиприсадочными материалами различного гранулометричес-кого состава. В результате был установлен характер изме-нения прочности сцепления спеченного порошкового слояс поверхностью восстанавливаемой детали в зависимостиот чистоты обработки последней. Разработана математи-ческая модель с использованием симплексно-решетчатогопланирования, а также получены уравнения регрессии,описывающие влияние прочности сцепления наплавлен-ного слоя с основой от фракционного состава порошковойкомпозиции и чистоты обработки восстанавливаемой по-верхности. Установлено, что для получения более высо-ких показателей по прочности сцепления наплавленногослоя с поверхностью детали, подлежащей восстановлениюэлектроконтактной наплавкой, ее следует подвергать ме-ханической обработке точением или шлифованием до вы-ведения следов износа на уровень Ra = 1,6—0,2 мкм. Приэтом следует использовать присадочные порошковые мате-риалы мелких фракций 40 < hср ≤ 80 мкм, что обеспечиваетпрочность сцепления нанесенного слоя с поверхностьювосстанавливаемой детали на уровне 160—180 МПа.

ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАПЛАВКОЙБАНДАЖЕЙ КОЛЕС СКОРОСТНОГО ПАССАЖИР-СКОГО ТРАНСПОРТА. А.А. Гайворонский1, А.В. Кла-патюк1, А.С. Шишкевич1, В.Я. Грицай2 (1Ин-т электро-сварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина;2КП «Киевпастранс», Киев, Украина). В настоящее вре-мя при восстановлении профиля катания бандажей трам-вайных колес применяется дуговая наплавка проволоками

mation of anatase-rutile) occurred, thus leading to loss inelectric conductivity. Thus, the possibility of applying thetechnology of microplasma spraying for manufacture of he-ating elements with a heating temperature up to 200 °C ofTiO2 coating as a current-conducting resistive manufacturewas proved experimentally.

EFFECT OF ROUGHNESS OF PART SURFACE ONADHESION STRENGTH IN ELECTRIC CONTACTSURFACING. D.A. Volkov, A.D. Koshevoy (DonbassState Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine). Impro-vement of serviceability of parts and components of the mo-dern machinery without significant increase in their massand cost is a rather complicated and, at the same time, urgenttask of today. One of the ways of solution of this problemis the development of composite wear-resistant coatings onthe working surfaces of contacting parts of friction units.The technology of deposition of coatings of composite ma-terials on the base of metallic matrix by the method of electriccontact surfacing (ECS) occupies the important place instrengthening and restoration of surfaces. Parts, subjectedto restoration by the ECS method applying metal powders,can have different value of surface roughness, formed eitherin the process of service or due to preliminary mechanicaltreatment of surface to be restored and which, in turn, willhave a significant effect on the processes of heat evolutionin contact of filler material-part and, consequently, on theadhesion strength.Experimental deposits were made on specimens with diffe-rent roughness of the surface using powdered filler materialsof different granulometric composition. As a result, the na-ture of changing the adhesion strength of sintered powderedlayer with the surface of part being restored depending ofcleanness of treatment of the latter was found. The mathe-matical model was designed applying the simplex-trellisplanning, and also the equations of regression, describingthe dependence of adhesion strength of the deposited layerwith the base on fractional composition of powder compo-sition and cleanness of treatment of surface being restored,were obtained. It was established that to obtain the highervalues of adhesion strength of deposited layer with the partsurface, subjected to restoration by electric contact surfa-cing, it should be subjected to mechanical treatment by grin-ding or polishing up to elimination of wear traces for thelevel Ra = 1.6—2.0 μm. In this case it is necessary to use thefiller powdered materials of fine fractions of 40 < hav <> 80 μm, that provides the strength of adhesion of depositedlayer with the surface of part being restored at the level of160—180 MPa.

TECHNOLOGY OF SURFACING RESTORATION OFWHEEL TIRES OF HIGH-SPEED PASSENGER TRAN-SPORT. A.A. Gaivoronsky1, A.V. Klapatyuk1, A.S. Shis-hkevich1, V.Ya. Gritsaj2 (1The E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, NASU, Kiev, Ukraine; 2KP «Kievpast-rans», Kiev, Ukraine). At the present time the arc surfacingwith wires of grades Sv-08A, Sv-08G2S of 2—4 mm diameterunder flux is used for restoration of rolling profile of tires


169

марок Св-08А, Св-08Г2С диаметром 2—4 мм под флюсом.Однако данная технология не обеспечивает необходимогоуровня прочности и износостойкости наплавленного ме-талла при эксплуатации в условиях скоростного дви-жения.Проведен комплекс исследований, на основании резуль-татов которых разработана технология восстановления на-плавкой бандажей колес скоростного трамвая, которая по-зволяет продлить срок безопасной эксплуатации колеса в2,5—4 раза по сравнению с действующей технологией.Изучено влияние температуры предварительного подогре-ва на трещиностойкось восстановленных наплавкой банда-жей. Установлено, что исключить вероятность образова-ния холодных трещин при наплавке бандажей трамвайныхколес возможно при использовании предварительного по-догрева до температуры 100—150 °С.Выполнены работы по выбору сварочных материалов длявосстановления трамвайных колес, которые бы обеспечи-вали уровень механических свойств и износостойкость на-плавленного металла не ниже основного металла бандажа.Показано, что этим требованиям соответствуют проволокисплошного сечения Св-08ХМ (σв = 705 МПа, НВ 250,KСU20 = 98 Дж/см2) и порошковая проволока ПП-АН180МН (σв = 790 МПа, НВ 260, KСU20 = 97 Дж/см2).Сопротивляемость износу при трении – скольжение на-плавленного металла, выполненного данными материала-ми, более чем в 2,5 раза выше по сравнению с наплавлен-ным металлом при использовании проволоки Св-08Г2С.Разработана технология и проведена наплавка реборд бан-дажей опытной партии трамвайных колес. Опыт эксплу-атации вагонов трамваев с восстановленными по новойтехнологии колесами на скоростной линии в г. Киев (депоШевченко) показал, что их пробег составил 24—26 тыс. км,что в 4—5 раз выше показателей колес, восстановленныхпо действующей технологии.В настоящее время выполняются работы по внедрениюразработанной технологии на предприятиях КП «Киев-пастранс».

АВТОМАТИЧЕСКАЯ НАПЛАВКА ПОД ФЛЮСОМ СПОПЕРЕЧНЫМИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМИ КОЛЕ-БАНИЯМИ ЭЛЕКТРОДА. С.В. Драган, Ж.Г. Голобо-родько, И.В. Симутенков (Нац. ун-т кораблестроения,Николаев, Украина). Восстановление поверхностей дета-лей судовых машин и механизмов часто осуществляют спомощью автоматической наплавки под флюсом. Но приданном способе дугой выделяется избыточное количествотепла, приводящее к увеличению доли участия основногометалла в наплавленном и длины сварочной ванны.Способы, лишенные указанных недостатков, требуютсложного сварочного оборудования или специальных сва-рочных материалов. Альтернативой является управлениепараметрами процесса, основанное, например, на исполь-зовании малоамплитудных высокочастотных механичес-ких колебаний, возбуждаемых в электродной проволокеспециальным генератором.Экспериментально установлено повышение производи-тельности плавления электрода при наплавке с колеба-ниями, что связано с уменьшением толщины и степениперегрева жидкометаллической прослойки, находящейсяна торце электрода. Исследовали также взаимосвязь амп-литуды и частоты колебаний, прикладываемых поперек,вдоль и под углом к направлению наплавки. Амплитудаколебаний возрастает с увеличением частоты в связи свозрастанием инерции ударника генератора. Второстепен-ное значение имеют инерция электрода на участке вылетаи амплитуда колебаний задающего механизма генератора.

of tram wheels. However, this technology does not providethe required level of strength and wear resistance of depositedmetal in service under the conditions of high-speed move-ment.A complex of instigations was carried out, on the results ofwhich a technology of restoration of tires of high-speed tramwheels was developed, allowing extending the term of safeservice of wheel by 2.5—4.0 times as compared with theexisting technology.The effect of preheating temperature on crack resistance oftires, restored by surfacing, was studied. It was found thatit is possible to prevent the probability of cold crack forma-tion in surfacing of tram wheel tires by applying the prehe-ating up to 100—150 °C temperature.The works were performed for the selection of welding ma-terials for tram wheel restoration, which could provide thelevel of mechanical properties and wear resistance of thedeposited metal of not lower than that of the tire base metal.It is shown that the solid wire Sv-08KhM (σult = 705 MPa,HB 250, KCU20 = 98 J/cm2) and flux-cored wire PP-AN180MN (σult = 790 MPa, HB 260, KCU20 = 97 J/cm2)meet these requirements. The resistance to wear in friction,i.e. sliding of the deposited metal, made by these materials,is more than 2.5 times higher as compared with depositedmetal made with wire SV-08G2S.Technology was developed and surfacing of tire flanges ofpilot batch of tram wheels was performed. The experiencein service of tram cars with wheels, restored using the newtechnology, at the high-speed line in Kiev (Shevchenkodepot) showed that their running was 24—26 thousand kilo-meters, that is 4—5 times higher than characteristics of whe-els, restored by using the existing technology.At present, the works are carried out on implementation ofthe developed technology at the enterprises of KP «Kiev-pastrans».

AUTOMATIC SUBMERGED ARC SURFACING WITHTRANSVERSE HIGH-FREQUENCY OSCILLATIONSOF ELECTRODE. S.V. Dragan, Zh.G. Goloborodko, I.V.Simutenkov (Admiral Makarov National University ofShipbuilding, Nikolaev, Ukraine). Restoration of surfacesof parts of ship machines and mechanisms is often performedusing the automatic submerged arc surfacing. But, in thismethod the arc generates excessive amount of heat, leadingto increase in a share of the base metal in deposited metaland in the weld pool length.Methods, not having the above-mentioned drawbacks, requ-ire the complicated welding equipment or special weldingconsumables. The alternative is the control of the processparameters, based, for example, on application of low-am-plitude high-frequency mechanical oscillations, excited inelectrode wire by a special generator.The increase in efficiency of electrode melting in surfacingwith oscillations was experimentally found, that is due todecrease in thickness and degree of overheating of liquid-metal interlayer located at the electrode end. The interrela-tion of amplitude and frequency of oscillations, applied tran-sverse, along and under the angle to the surfacing direction,were also investigated. Amplitude of oscillations is increasedwith increase in frequency due to increase in inertia of gen-erator striker. Inertia of electrode at the area of stickout andamplitude of oscillations of master mechanism of the gener-ator are of the secondary importance. There are resonancefrequencies at which an abrupt increase in amplitude of os-


170

Существуют резонансные частоты, при которых происхо-дит резкое увеличение амплитуды колебаний и наблюда-ется наибольшее влияние на геометрию шва. В диапазонечастот, следующих за резонансом, амплитуда колебанийостается постоянной и равной амплитуде при резонансе,что удобно для практического использования.Амплитуда торца электрода регулируется ступенчато засчет изменения амплитуды генератора, массы ударника,вылета электрода и расстояния от точки приложения ко-лебаний до токоподвода, плавно – путем изменения час-тоты колебаний. По мере роста амплитуды колебаний уве-личивается степень рассредоточения теплового и силовогодействия дуги, что способствует уменьшению глубины идоли участия основного металла в наплавленном. Такимобразом, основное влияние на геометрию оказывает ам-плитуда колебаний, а размеры наплавленного валика сле-дует определять по известным зависимостям с поправкой,учитывающей амплитуду высокочастотных колебаний.

ВПЛИВ ЕЛЕКТРИЧНИХ ІМПУЛЬСІВ НА СТРУКТУ-РУ ТА ТВЕРДІСТЬ ЕЛЕКТРОДУГОВИХ ПОКРИТ-ТІВ. О.М. Дубовий, А.А. Карпеченко, М.М. Бобров(Нац. ун-т кораблебудування ім. адм. Макарова, Мико-лаїв, Україна). У світовій практиці з розробки та засто-сування технологій зміцнення і відновлення деталей всебільша увага приділяється електродуговому напилюван-ню. Це обумовлено багатьма перевагами методу: високапродуктивність, максимальне значення коефіцієнта вико-ристання матеріалу та енергетичного ККД розпилення,низька вартість. Але електродугові покриття мають недо-ліки, основними з яких є низька міцність зчеплення по-криттів з основою (підкладкою), висока пористість.В роботі пропонується накладання електричних імпульсівміж металізатором та підкладкою для зниження пористо-сті та підвищення твердості електродугових покриттів. По-криття наносили за допомогою установки КДМ-2 електро-дуговим розпилювачем ЕМ-14М – дротом діаметром1,2 мм зі сталі марки Св-08Г2С-О на режимі: напруга надузі 25 В, сила струму дуги 110 А, тиск розпилюючогоповітря 0,5—0,6 МПа. Електричні імпульси накладали задвома схемами. За першою схемою до ковпака металіза-тора підключався негативний електрод джерела імпульс-ного струму, а до підкладки – позитивний (пряма схема),при зворотній схемі електроди підключалися навпаки.Встановлено, що накладання електричних імпульсів зазворотньою схемою призводить до нестабільності процесунапилення. Показано, що при накладенні електричних ім-пульсів частотою менше 4 кГц та напругою менше 5 кВефект підвищення твердості не виявляється. Найвищі по-казники твердості (35 %) має покриття, напилене при на-кладанні електричних імпульсів за прямою схемою з час-тотою 6,5 кГц, напругою 5 кВ. Аналіз мікроструктур ви-явив здрібнення структури та зниження пористості елек-тродугового покриття до 3 %. Досліджено міцність зчеп-лення покриття з основою випробуванням на згин по ГОСТ9.302—88. Покриття, нанесене з накладанням електричнихімпульсів, відшаровується при куті згину на 7° більше.Таким чином, накладання імпульсів струму між металіза-тором та виробом дозволяє зменшити розмір крапель ме-талу у двохфазному потоці та отримати здрібнену струк-туру покриття і забезпечує підвищення твердості та міцно-сті зчеплення, зниження пористості.

cillations occurs and the largest effect on weld geometry isobserved. Within the range of frequencies, followed the re-sonance, the amplitude of oscillations remains constant andequal to amplitude at resonance, that is convenient for prac-tical application.Amplitude of electrode end is adjusted step-wise by changingthe amplitude of generator, mass of striker, electrode stickoutand distance from point of applying the oscillations up tocurrent connector, i.e. smoothly by changing the frequencyof oscillations. With the growth of amplitude of oscillationsthe degree of distribution of heat and force action of the arcis increased, thus contributing to decrease in depth and shareof base metal in the deposited one. Thus, the amplitude ofoscillation has the main effect on geometry, and sizes of thedeposited bead should be determined by known relationshipswith correction, accounting for amplitude of high-frequencyoscillations.

EFFECT OF ELECTRIC PULSES ON STRUCTUREAND HARDNESS OF ELECTRIC ARC COATINGS.O.M. Dubovoy, A.A. Karpechenko, M.M. Bobrov (AdmiralMakarov National University of Shipbuilding, Nikolaev,Ukraine). In the world practice the greater attention beganto be paid to the electric arc spraying after development andapplication of the technology of strengthening and restora-tion of parts. This was due to the numerous advantages ofthe method, such as: high productivity, maximum value ofcoefficient of material utilization and power efficiency factorof spraying, low cost. However, the electric arc coatingshave drawbacks, among which: low strength of coating ad-hesion with a base (substrate), high porosity.The work offers the imposition of electric pulses betweenthe metal spraying gun and substrate to decrease the porosityand increase the hardness of electric arc coatings. The coa-tings were deposited in equipment KDM-2 with electric arcsprayer EM-14M using 1.2 mm diameter wire of steel gradeSv-08G2S under conditions: arc voltage – 25 V, arc cur-rent – 110 A, pressure of spraying air – 0.6—0.6 MPa.Electric pulses were imposed by two schemes. According tothe first scheme a negative electrode of pulsed current sourcewas connected to the metal spraying gun cap, while to sub-strate a positive electrode was connected (direct diagram),at the second scheme the electrodes were connected in op-posite sequence. It was found that the imposition of electricpulses using the second scheme leads to the instability ofthe spraying process. It is shown that in imposition of electricpulses of frequency of less than 4 kHz and voltage of lessthan 5 kV the effect of increase in hardness is not revealed.The highest values of hardness (35 %) are typical of coatingssprayed at imposition of electric pulses using a direct schemeof 6.5 kHz frequency, voltage of 5 kV. Analysis of micros-tructures revealed the structure refining and decrease in po-rosity of electric arc coating to 3 %. The strength of adhesionof coating with a substrate was bend tested according toGOST 9.302—88. Coating, deposited with imposition of elec-tric pulses, is laminated at 7° higher bending angle. Thus,the imposition of current pulses between the metal sprayinggun and workpiece allows decreasing the size of metal dropsin two-phase flow and obtaining the fine-grain structure ofcoating and providing the increase in hardness and strengthof adhesion, decrease in porosity.


171

ОЦЕНКА РАБОТЫ ВОДО-ВОЗДУШНОЙ ФОРСУН-КИ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ НАПЛАВ-КИ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ. А.И.Евдокимов, Ю.М. Кусков (Ин-т электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, Украина). Наиболее рас-пространенной технологической системой выполнения на-плавок высокоуглеродистых материалов является приме-нение предварительного подогрева наплавляемого изде-лия и замедленного его охлаждения после завершения на-плавки. Улучшение свойств наплавленного металла засчет регулирования термического цикла наплавки и диф-ференцированного изменения скорости его охлажденияпрактически не применяется.При электрошлаковой наплавке (ЭШН) с использованиемводоохлаждающих формирующих устройств сама техно-логия обеспечивает ускоренное, но не регулируемое, ох-лаждение как расплавленного, так и закристаллизовавше-гося наплавленного металла.Предложена методика и разработано устройство для регу-лируемого охлаждения наплавленного металла. На пер-вом этапе рассматривали возможность регулирования тем-пературы наплавленного слоя при выполнении торцевыхнаплавок. При этом подвижный кристаллизатор выводил-ся из области расположения шлаковой ванны, благодарячему происходил слив шлаковой ванны и очищение от нееверхней поверхности наплавленного слоя. В качестве ус-тройства для охлаждения металла использовали водо-воз-душную форсунку, позволяющую отдельно осуществлятьохлаждение в любом из трех вариантов – водяном, воз-душном и водо-воздушном.Проведенные эксперименты позволили проверить рабо-тоспособность конструкции устройства и выполнить пред-варительную оценку параметров охлаждения: оптимиза-цию расстояния сопла форсунки от охлаждаемой поверх-ности для получения необходимого пятна орошения; опре-деление влияния давления воды и воздуха, а также про-центного соотношения охлаждающих реагентов как наработоспособность устройства, так и на возможность регу-лирования скорости охлаждения.Полученные данные будут учтены при отработке техноло-гии ЭШН в секционном токоподводящем кристаллизаторес использованием регулирования скорости охлаждениянаплавленного металла типа нелегированного и легиро-ванного чугунов.

ВЛИЯНИЕ МЕТАСТАБИЛЬНОГО ХРОМИСТОГОАУСТЕНИТА НА СВОЙСТВА НАПЛАВЛЕННЫХ ИНАПЫЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ. Ю.С. Коробов, М.А.Филиппов, В.В. Легчило, Ю.В. Худорожкова, В.С. Вер-хорубов (Уральский федеральн. ун-т, Екатеринбург,Россия). Порошковая проволока (ПП) марки ППМ-6,близкая по составу к 150Х8Т2, разработана в УрФУ ивыпускается серийно. Из нее можно получать металлиза-ционные покрытия и наплавленные слои со структуройметастабильного аустенита. С помощью фазового и метал-лографического анализа проведено сравнительное изуче-ние структуры таких покрытий и слоев.Микроструктура наплавленного слоя из сплава 150Х8Т2состоит из металлической мартенситно-аустенитной осно-вы с мелкими зернами и включениями вторичных кар-бидов, окаймленной сеткой аустенитно-карбидной эвтек-тики. Карбидные фазы представляют собой совокупностьпервичных карбидов титана TiC и хрома М7C3, карбиднойэвтектики (γ + М7С3 + М3С) и вторичных карбидов,выделившихся при охлаждении аустенита.Структура напыленного покрытия имеет существенныеотличия, обусловленные разницей в кинетических и физи-

ASSESSMENT OF OPERATION OF WATER-AIR IN-JECTOR UNDER CONDITIONS OF ELECTROSLAGSURFACING OF HIGH-CARBON MATERIALS. A.I.Evdokimov, Yu.M. Kuskov (The E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). The most widelyspread technological system of surfacing of high-carbon ma-terials is the application of preheating of workpiece beingsurfaced and its delayed cooling after the surfacing comple-tion. The improvement of properties of deposited metal bycontrol of thermal cycle of surfacing and differential changein rate of its cooling is not almost used in practice.In electroslag surfacing (ESS) with application of water-co-oled forming devices the technology itself provides the ac-celerated, but not controlled, cooling of both the moltenand solidified deposited metal.Method was offered and device was designed for a control-lable cooling of the deposited metal. At the first stage thepossibility of control of temperature of deposited layer inmaking of edge deposits was considered. In this case, themovable mould was removed from the area of slag pool lo-cation, owing to which the slag pool drain and cleanness ofupper surface of deposited layer from it occurred. A water-airinjector was used as a device for metal cooling, allowingrealize cooling separately in any of three variants, namely:water, air and water-air.The carried out experiments allowed testing the performanceof the device design and making the preliminary assessmentof cooling parameters: optimization of distance of the injectornozzle from surface being cooled for obtaining the requiredspot of irrigation; determination of effect of water and airpressure, as well as a percentage ratio of cooling reagentsboth on the device performance and also on the possibilityof control of the cooling rate.The obtained data will be taken into account in optimizingthe technology of ESS in a sectional current-carrying mouldwith control of rate of cooling the deposited metal of typeof non-alloyed and alloyed cast irons.

INFLUENCE OF METASTABLE CHROMIUM AUSTE-NITE ON THE PROPERTIES OF MATERIALS DEPO-SITED BY SURFACING AND SPRAYING. Yu.S. Koro-bov, M.A. Filippov, V.V. Legchilo, Yu.V. Khudorozhkova,V.S. Verkhorubov (Urals Federal University, Ekaterinburg,Russia). Flux-cored wire (FW) of PPM-6 grade, close in itscomposition to 150Kh8T2, was developed at UrFU and isbatch-produced. It can be used to produce metallization co-atings and deposited layers with the structure of meta-stableaustenite. Phase and metallographic analysis was used toperform comparative study of the structure of such coatingsand layers.Microstructure of deposited layer from 150Kh8T2 alloy con-sists of metal martensite-austenite base with fine grains andinclusions of secondary carbides, fringed by a net of carbi-de-austenite eutectics. Carbide phases are an aggregate ofprimary carbides of titanium TiC and chromium M7C3, car-bide eutectic (γ + M7C3 + M3C) and secondary carbides,precipitating at austenite cooling.Structure of sprayed-deposited coating has essential diffe-rences due to kinetic and physico-chemical conditions ofsolidification. It is an irregular heterogeneous mixture of


172

ко-химических условиях кристаллизации. Она представ-ляет нерегулярную гетерогенную смесь твердого раство-ра – аустенитно-мартенситной матрицы с включениямидисперсных частиц карбидов, комплексных образований,состоящих из карбидов и оксидов.У покрытий и слоев из ППМ-6 после нагружения обка-тыванием отмечено повышение микротвердости на 30—50 %.

ЖАРОСТОЙКИЕ ПОКРЫТИЯ ИЗ ПОРОШКОВЫХПРОВОЛОК. Ю.С. Коробов, М.А. Филиппов, С.В. Не-вежин, Г.А. Ример (Уральский федеральн. ун-т, Екате-ринбург, Россия). На основе изучения физико-химичес-ких процессов при дуговой металлизации (ДМ), в част-ности, разработано оборудование активированной дуговойметаллизации (АДМ), у которого основные выходныепараметры в среднем на 40 % выше, чем при ДМ.Данные расчетов и результаты экспериментальных иссле-дований (диаметр капель, дистанция напыления, скоростькапель, скорость газа, температура капель, температурагаза, парциальное давление кислорода, содержание леги-рующих элементов в проволоке) были приняты в качествевходных переменных для построения нейросетевой моде-ли (НСМ), позволяющей на выходе оценить значения сте-пени окисления капель металла при ДМ, а также содер-жание легирующих элементов в покрытии.НСМ была использована при разработке порошковыхпроволок (ПП) для получения жаростойких покрытий.Рассчитано, в частности, что для ПП системы легированиятипа Fe—25Cr—5Al степень окисления капель крайнихфракций 10 мкм и 237,5 мкм при АДМ ниже, чем при ДМв 1,3—1,5 раза. Введение дополнительных легирующихэлементов (Si, Ti) увеличивает разрыв до 1,4—1,7 раза.На основе нейросетевой модели по критерию минималь-ного окисления капель металла при напылении были опти-мизированы система легирования и фракционный составПП типа Fe—25Cr—5Al—Si—Ti, скорость и температурадвухфазной струи.Жаростойкость АДМ-покрытия из разработанных ПП, всравнении со сталями для котлостроения, на порядок вы-ше, чем у перлитных и мартенситно-ферритных (12Х1МФ,1Х12В2МФ) и одного уровня с аустенитной 1Х18Н12Т.Указанные ПП освоены в серийном производстве. Длядеталей энергетического оборудования, работающих в ус-ловиях газовой коррозии, разработаны технологии нане-сения жаростойких АДМ-покрытий.

РАЗРАБОТКА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ИЗНО-СОСТОЙКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯБАНДАЖНЫХ ПОЛОК РАБОЧИХ ЛОПАТОК ГТД.А.М. Костин, А.Ю. Бутенко (Нац. ун-т кораблестрое-ния, Николаев, Украина). На сегодня в судовом и энер-гомашиностроении особое внимание уделяется проблемеповышения эффективности, надежности и ресурса газо-турбинных двигателей (ГТД). Ресурс двигателей опреде-ляется долговечностью наиболее ответственных деталейГТД, в первую очередь к ним относятся рабочие лопаткитурбины, которые находятся в наиболее тяжелых усло-виях эксплуатации.Рассматриваемые в работе турбинные лопатки изготавли-ваются из никелевых литейных сплавов, таких какЧС88У-ВИ, ЧС70У-ВИ, ЧС104-ВИ. Данные сплавы привысокой температуре эксплуатации двигателя, пиковыезначения которой могут достигать 1100 °С, имеют недо-статочную твердость, в этой связи существует необходи-мость упрочнения контактных поверхностей рабочих ло-паток материалами с высокой износо- и жаростойкостью.

solid solution – austenite-martensite matrix with inclusionsof dispersed carbide particles, and complex formations, con-sisting of carbides and oxides.Microhardness increase by 30—50 % was noted in coatingsand layers of PPM-6 after loading by rolling.

HIGH-TEMPERATURE COATINGS FROM FLUX-CORED WIRES. Yu.S. Korobov, M.A. Filippov, S.V. Ne-vezhin, G.A. Rimer (Urals Federal University, Ekaterin-burg, Russia). Proceeding from investigation of physico-che-mical processes in arc metallization (AM), equipment foractivated arc metallization (AAM) was developed, in parti-cular, in which the main output parameters are, on average,by 40 % higher than at AM.Data of calculations and results of experimental studies (dropdiameter, spraying distance, drop velocity, gas velocity, droptemperature, gas temperature, partial pressure of oxygen,alloying element content in the wire), were taken as initialvariables for plotting the neural network model (NNM),allowing evaluation at the output of the value of degree ofmetal drop oxidation at AM, as well as content of alloyingelements in the coating.NNM was used in the development of flux-cored wires (FW)to produce high-temperature coatings. It was calculated, inparticular, that for FW of alloying system of Fe—25Cr—5Atype the degree of oxidation of the drops of extreme fractionsof 10 μm and 237.5 at AAM is 1.3—1.5 times lower than atAM. Introduction of additional alloying elements (Si, Ti)increases the discrepancy up to 1.4—1.7 times. Proceedingfrom the neural network model, the alloying system andfractional composition of FW of Fe—25Cr—5Al—Si—Ti type,velocity and temperature of the two-phase jet were optimizedby the criterion of minimum oxidation of metal drops atspraying.High-temperature resistance of AAM coating from the deve-loped FW, compared to boiler steels, is by an order of mag-nitude higher than that of pearlitic and martensitic-ferriticsteels (12KhMF, 1Kh12V2MF) and is on the same levelwith austenitic 1Kh18N12T steel.Batch-production of the above FW has been mastered. Tech-nology of application of high-temperature AAM-coatings hasbeen developed for parts of power engineering equipmentoperating under the conditions of gas corrosion.

DEVELOPMENT OF HIGH-TEMPERATURE WEAR-RESISTANT MATERIAL FOR STRENGTHENING OFBAND FLANGES OF GTE BLADES. A.M. Kostin, A.Yu.Butenko (Admiral Makarov National University of Ship-building, Nikolaev, Ukraine). Nowadays, a special attentionis paid in the ship and power machine building to the problemof improving the efficiency, reliability and service life of gasturbine engines (GTE). The service life of engines is definedby the life of the most critical parts of GTE, and the turbineblades refer to them in the first turn, as they are subjectedto the most severe service conditions.The turbine blades, described in the present work, are ma-nufactured of nickel foundry alloys, such as ChS88U-VI,ChS70U-VI, ChS104-VI. These alloys have an insufficienthardness at high temperature of engine service, whose peakvalues may reach 1100 °C, therefore, there is a need in stren-gthening the contact surfaces of blades by using materialsof high wear- and heat resistance.The aim of the present work is to define the possibilities ofapplication of the following systems as basic for designing


173

Целью настоящей работы являлось определение возмож-ности использования в качестве базовых для проектиро-вания упрочняющих композиций следующих систем: Ni—Zr—NbC, Co—Si—NbC, Ni—Si—NbC. Наплавку на опытныеобразцы из сплава ЧС88У-ВИ выполняли двумя спосо-бами: аргонодуговая неплавящимся вольфрамовым элек-тродом и ацетилено-кислородная нейтральным пламенем.В случае применения аргонодуговой наплавки получен от-рицательный результат. Во всех случаях обнаружены тре-щины в переходной зоне наплавка—основной металл.Ацетилено-кислородная наплавка системы Ni—Zr—NbC недала положительного результата в связи с сильным оки-слением композиции. Системы Co—Si—NbC и Ni—Si—NbCобеспечивают удовлетворительное формирование наплав-ленного слоя в один и два прохода. Значения твердостиHV10 для обоих случаев находятся в пределах 800—900 ед.Полученные результаты позволяют рекомендовать систе-мы Co—Si—NbC и Ni—Si—NbC в качестве базовых для даль-нейших исследований.

РАЗРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙ-КОЙ НАПЛАВКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШЛИФО-ВАЛЬНЫХ ОТХОДОВ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ.О.Г. Кузьменко, И.П. Лентюгов (Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). Проб-лема загрязнения окружающей среды отходами промыш-ленного производства является одной из наиболее важныхдля многих промышленно развитых стран. Достаточноостро стоит эта проблема и для Украины.Наиболее перспективным является разработка таких тех-нологий утилизации промышленных отходов, в результатекоторых создаются новые функциональные материалы.Для сварочного производства это могут быть материалыдля сварки, наплавки и нанесения защитных покрытий.С этой точки зрения экологически и технически целесо-образной становится задача переработки и использованиядля шихт наплавочных порошковых проволок, а такжематериалов для плазменного нанесения покрытий отходовот заточки быстрорежущего инструмента (ДСТУ 3211—2009).В ИЭС им. Е.О. Патона разработан метод переработкитаких отходов в качественную шихту (лигатуру) с исполь-зованием электрошлакового процесса. Учитывая, что внастоящее время номенклатура применяемых марок быс-трорежущих сталей относительно небольшая и часто ог-раничивается сталью Р6М5, получение шихты примерноодного и того же химического состава не представляетбольших организационных сложностей. При необходимо-сти полученная по такой технологии шихта может бытьдолегирована необходимыми элементами.Применение электрошлакового переплава отходов шли-фования инструмента позволяет улучшить качество и чис-тоту легирующих шихтовых материалов и повысить спе-циальные свойства покрытий – износостойкость и стой-кость против термической усталости. Испытания покры-тий, полученных дуговой и плазменной наплавкой с ис-пользованием материалов, изготовленных по данной тех-нологии, показали их высокую износостойкость и проч-ность сварки с основным металлом.

РЕАКТИВНОЕ ЛАЗЕРНО-ПЛАЗМЕННОЕ НАНЕСЕ-НИЕ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ТИТАНА В СРЕДЕАКТИВНОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ Н2 + СН4. Е.К. Кузь-мич-Янчук, Ю.С. Борисов, С.Г. Войнарович, А.Н. Кисли-ца, А.Ю. Туник (Ин-т электросварки им. Е.О. ПатонаНАН Украины, Киев, Украина). Одним из способов на-

the strengthening compositions: Ni—Zr—NbC, Co—Si—NbC,Ni—Si—NbC. Surfacing on pilot specimens of ChS88U-VIalloy was performed by two methods: argon arc non-consu-mable tungsten electrode and acetylene-oxygen neutral flamewelding.In case of application of argon arc surfacing the negativeresult was obtained. In all the cases the cracks in a deposi-ted-base metal transition zone were revealed.Acetylene-oxygen surfacing of Ni—Zr—NbC system did notgive the positive result due to strong oxidation of the com-position. Systems Co—Si—NbC and Ni—Si—NbC provide agood formation of deposited layer per one and two passes.Value of hardness HV 10 for both cases is within 800—900unities.The obtained results make it possible to recommend the Co—Si—NbC and Ni—Si—NbC systems as basic ones for the furtherinvestigations.

DEVELOPMENT OF MATERIALS FOR WEAR-RESIS-TANT SURFACING USING GRINDING WASTES OFHIGH-SPEED STEEL. O.G. Kuzmenko, I.P. Lentyugov(The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine). The problem of environment pollution with in-dustrial wastes is one of the most important for many indus-trialized countries. This problem is also urgent for Ukraine.The most promising is the development of such technologiesof utilization of industrial wastes, which will result in cre-ation of the new functional materials. For the welding ma-nufacturing these may be materials for welding, surfacingand deposition of protective coatings. From the ecologicaland technical point of view the task of recycling and utilizingof wastes from sharpening of high-speed tools (DSTU 3211—2009) becomes rational for charges of surfacing flux-coredwires, and also materials for plasma deposition of coatings.At the E.O. Paton Electric Welding Institute a method hasbeen developed for recycling of these wastes into the qualitycharge (master alloy) using the electroslag process. Takinginto account that at the present time the assortment of gradesof high-speed steels is rather small and limited often by steelR6M5, the producing of charge of approximately the samechemical composition does not represent great organizationaldifficulties. When necessary, the charge, produced by thistechnology, can be additionally alloyed with required ele-ments.Application of electroslag remelting of wastes of tool grin-ding allows improving the quality and purity of alloyingcharge materials and increasing the special properties of co-atings, such as wear resistance and resistance against thethermal fatigue. Tests of coatings, produced by arc and plas-ma surfacing using materials, manufactured by this techno-logy, demonstrated their high wear resistance and fullstrength of weld and base metal.

REACTIVE LASER-PLASMA SPRAYING OF COA-TINGS ON TITANIUM BASE IN THE MEDIUM OF AC-TIVE GAS MIXTURE H2 + CH4. E.K. Kuzmich-Yanchuk,Yu.S. Borisov, S.G. Voynarovich, A.N. Kislitsa, A.Yu.Tunik (The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU,Kiev, Ukraine). One of the methods of deposition of coatings


174

несения покрытий из титана, упрочненных включениямитвердых фаз, является реактивное газотермическое нане-сение, в том числе лазерно-плазменное нанесение покры-тий на основе титана в среде активных газов. Целью дан-ной работы являлось исследование особенностей форми-рования упрочняющих фаз в титановых покрытиях в ус-ловиях такого процесса. В качестве оборудования для ге-нерации аргоновой плазменной струи использовали раз-работанную в ИЭС установку микроплазменного напы-ления МПН-004. Источником лазерного излучения являл-ся СО2-лазер ROFIN-SINAR мощностью 10 кВт. В плаз-менную струю вводили титановую (сплав ВТ-1) проволокудиаметром 0,3 мм, перпендикулярно к оси струи, пересе-кая ее, подводили сфокусированный лазерный пучок. Га-зовую смесь вводили либо в плазменную струю вместе сзащитным газом (аргоном), либо в зону лазерно-дуговогоразряда (ЛДР), возникающего при пересечении плазмен-ной струи лучом лазера. Благодаря поглощению плазмен-ной струей части лазерного излучения, на этом участкеструи происходит значительное повышение температурыплазмы с возникновением ее неравновесности, что позво-ляет использовать ее как высокоэффективный плазмохи-мический реактор. В эксперименте использовали такиепараметры напыления: I = 30—35 А, U = 32—36 В, h == 50 мм, Qплазмообр (Ar) – 250—300 л/ч, Qзащ (Ar) –500 л/ч, Pлаз = 1,5 кВт, Gпроволоки = 3,5—4,5 м/мин,Qгаз.смеси (96 % Н2 + 4 % СН4) = 76—180 л/ч. В результатеэксперимента получены плотные покрытия с дисперсно-упрочненными участками. Рентгеноструктурные исследо-вания покрытий показали наличие следующих фаз: Ті2О,TiO, TiN, твердый раствор О в Ті. По результатам МРСАпокрытий регистрируются твердые растворы внедрениялегирующих элементов, таких как, С, О, N в титановойматрице. Покрытия с наилучшими характеристиками по-лучены при расходе реагирующей смеси 180 л/ч. Общаямикротвердость покрытия достигает 10,09±1,97 ГПавследствие увеличения площади дисперсно-упрочненныхучастков микротвердостью 15,4±2,07 ГПа с наличием ок-сидных и нитридных фаз, количество которых напрямуюсвязано с объемом подаваемого активного газа 96 % Н2 ++ 4 % СН4.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕК-ТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ АВТОМА-ТИЧЕСКОЙ ДУГОВОЙ НАПЛАВКИ ПОД ФЛЮ-СОМ, ОТКРЫТОЙ ДУГОЙ И В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ.Ю.Н. Ланкин, И.А. Рябцев, Я.П. Черняк, В.Г. Соловьев,В.Ф. Семикин, П.П. Осечков, В.А. Жданов (Ин-т элек-тросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Ук-раина). Исследования проводились с целью изучениявлияния параметров режимов различных способов дуго-вой наплавки на долю основного металла в наплавленномметалле. Для исследований было изготовлено пять типовпорошковой проволоки ПП-Нп-16ХГС: одна для наплав-ки под флюсом, одна для наплавки в смеси защитныхгазов и три самозащитных проволоки с газошлакообразу-ющими компонентами шихты рутил-флюоритного, карбо-натно-флюоритного и рутил-органического типа.В процессе экспериментов меняли напряжение дуги в пре-делах 22—34 В. Ток и скорость наплавки при этом ста-рались поддерживать постоянными – 350 А и 20 м/ч,соответственно. По результатам исследований построенытрехмерные диаграммы протекания процессов в дуге. Ди-аграммы показывают наиболее вероятное сочетание токаи напряжения во время процесса наплавки. При этом отме-чаются три области протекания процессов в дуге при на-плавке. Первая область – стабильное горение дуги, вто-

of titanium, strengthened by inclusions of hard phases, isthe reactive thermal spraying, including the laser-plasmaspraying of coatings on titanium base in medium of activegases. The aim of the work is to investigate the peculiarfeatures of forming the strengthening phases in titaniumcoatings under conditions of this process. The installationof the microplasma spraying of MPN-004 type, designed atthe Paton Institute, was used as an equipment for generationof argon plasma jet. The source of laser radiation was CO2-laser ROFIN-SINAR of 10 kW capacity. The titanium (alloyVT-1) wire of 0.3 mm diameter was injected into plasmajet, normal to its axis, and the focused laser beam was sup-plied by crossing it. The gas mixture was added either intoplasma jet together with shielding gas (argon) or into thezone of laser-arc discharge (LAD), occurring at plasma jetcrossing by the laser beam. Owing to absorption of a partof laser radiation by a plasma jet, a significant increase inplasma temperature occurs at this jet area with appearanceof its non-equilibrium, that allows its applying as a highly-effective plasma-chemical reactor. Such parameters of spray-ing were used in the experiment: I – 30—35 A; U = 32—36 V,h = 50 mm, Qpl-forming (Ar) – 250—300 l/h, Qshield (Ar) –500 l/h , Plas = 1.5 kW, Gwire = 3.5—4.5 m/min, Qgas mix(96 % H2 + 4 % CH4) = 76—180 l/h. As a result of experiment,the dense coatings with dispersion-strengthened areas wereproduced. X-ray diffraction examinations of coatings showedthe presence of the following phases: Ti2O, TiO, TiN, solidsolution of O in Ti. From the results of X-ray diffractionmicroanalysis of coatings the interstitial solid solutions ofalloying elements, such as C, O, N in titanium matrix arerecorded. Coatings with the best characteristics were obta-ined at consumption of reactive mixture of 180 l/h. Thetotal microhardness of coating reaches 10.09±1.97 GPa dueto increase of area of dispersion-strengthened regions of 15.42.07 GPa microhardness with the presence of oxide and nit-ride phases, whose amount is directly connected with thevolume of supplied active gas of 96 % H2 + 4 % CH4.

EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF ELECTRICCONDITION PARAMETERS OF AUTOMATIC SUB-MERGED ARC, OPEN ARC AND SHIELDED-GASSURFACING. Yu.N. Lankin, I.A. Ryabtsev, Ya.P. Cher-nyak, V.G. Solovjev, V.F. Semikin, P.P. Osechkov, V.A.Zhdanov (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). Investigations were carried out tostudy the effect of condition parameters of different methodsof arc surfacing on a fraction of base metal in the depositedmetal. For investigations, five types of flux-cored wire PP-Np-16KhGS were manufactured: one – for submerged arcsurfacing, one – for surfacing in mixture of shielding gasesand three self-shielding wires with gas-slag-forming compo-nents of charge of rutile-fluorite, carbonate-fluorite and ru-tile-organic type.In the process of experiments the arc voltage was changedin the ranges of 24—34 V. Here, the current and surfacingspeed were tried to be constant: 350 A and 20 m/h, respec-tively. From the results of investigations three-dimensionaldiagrams of processes proceeding in the arc were plotted.The diagrams show the most probable combination of currentand voltage during the process of surfacing. Three regionsof processes proceeding in the arc during surfacing are noted.The first region is the stable arc burning, the second one –wire short-circuiting, the third one – arc extinction.


175

рая – короткие замыкания проволоки и третья – обрывыдуги.После обработки осциллограмм, записанных в ходе экс-периментов, получены данные о проводимости дуги длявсех исследованных режимов наплавки для всех типовпорошковых проволок ПП-Нп-16ХГС. Анализ получен-ных данных позволил установить связь между проводи-мостью дуги и долей основного металла в наплавленномметалле. Увеличение проводимости дуги приводит к уве-личению доли основного металла в наплавленном металле.На графиках проводимости также отмечаются резкиескачки проводимости на определенных режимах. Данныйфакт, по-видимому, свидетельствует об изменении пере-носа металла (переход от крупнокапельного к мелкока-пельному или струйному переносу), что влияет на проп-лавление основного металла и на формирование наплав-ленного валика.Из осциллограмм выведен также коэффициент нестабиль-ности процесса дуговой наплавки, т.е. наличие короткихзамыканий и обрывов дуги при различном напряжении.Коэффициент позволяет количественно оценить стабиль-ность процесса горения дуги.Из наплавленных валиков были изготовлены макрошли-фы и подсчитана доля основного металла в наплавленномпри наплавке различными типами порошковой проволокиПП-Нп-16ХГС на напряжениях 24, 26 и 28 В. Полученныеданные показывают, что наименьшее проплавление приодинаковом напряжении обеспечивает наплавка под флю-сом, а наибольшее – наплавка в защитном газе.

РАЗРАБОТКА ШЛАКОВОЙ СИСТЕМЫ ПОРОШКО-ВОЙ ПЛЮЩЕНКИ ДЛЯ ПЛАЗМА-МИГ НАПЛАВКИАЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ. Н.А. Макаренко (До-нбас. гос. машиностр. акад., Краматорск, Украина).Большинство литейных алюминиевых сплавов представ-ляют собой силумины, содержание кремния в которыхможет доходить до 19 %. Наплавку силуминов обычнопроводят стандартными проволоками. В данном случаестойкость наплавленных деталей оказывается меньшей,чем стойкость новых деталей, что приводит к снижениюресурса их работы и увеличению затрат на ремонт. Дляполучения (при наплавке) силумина с высоким содержа-нием кремния в промышленности существуют как порош-ковые проволоки, так и проволоки с ячеистой структурой.Однако производство порошковых проволок, имеющихмягкую пластичную алюминиевую оболочку малой проч-ности, затруднено, так как при волочении проволоки про-исходят ее частые обрывы. Данные проволоки имеют не-достаточную механическую прочность, что затрудняет ихстабильную подачу подающим механизмом в зону наплав-ки. Производство проволоки ячеистой структуры трудоем-ко и малопроизводительно. Для наплавки деталей из вы-сококремнистых сплавов на основе алюминия целесооб-разно применять процесс плазма-МИГ наплавки с исполь-зованием в качестве плавящегося электрода порошковойплющенки. С введением в состав шихты порошковой плю-щенки эвтектического сплава CuCl—KCl позволяет сни-зить в наплавленном металле количество неметаллическихвключений оксидного характера и увеличить жесткостьпорошковой плющенки, что предотвращает ее смятие ро-ликами подающего механизма и увеличивает стабильностьпроцесса наплавки. Введение в состав шихты порошковойплющенки сплава LiF—KF эвтектического состава позво-ляет при плазма-МИГ наплавке алюминиевых сплавовснизить в наплавленном металле количество пор водоро-дного характера и уменьшить количество неметалличес-ких включений в нем. Установлено, что оптимальное со-

After processing the oscillograms, recorded during experi-ments, the data were obtained about the arc conductivityfor all the investigated surfacing conditions for all the typesof flux-cored wires PP-Np-16KhGS. Analysis of obtaineddata allowed establishing the relation between the arc con-ductivity and fraction of base metal in the deposited metal.The increase in arc conductivity leads to the increase infraction of base metal in the deposited metal. In the diagramsof conductivity the abrupt jumps of conductivity at definiteconditions are also noted. This fact proves probably the chan-ge in metal transfer (transition from globular to fine dropor spray transfer), thus influencing the penetration of basemetal and formation of deposited bead.Coefficient of instability of arc surfacing process, i.e. pre-sence of short-circuits and arc extinctions at different vol-tages, was also derived from the oscillogram. The coefficientmakes it possible to assess quantitatively the stability of thearc burning process.Macrosections were manufactured from the deposited beadsand fraction of base metal in deposited one was calculatedin surfacing with different types of flux-cored wire PP-Np-16KhGS at voltages of 24, 26 and 28 V. The obtained datashow that the least penetration at similar voltage is producedby the submerged arc surfacing, while the highest one –by the shielded-gas surfacing.

DEVELOPMENT OF SLAG SYSTEM OF FLUX-COREDFLATTENED WIRE FOR PLASMA-MIG SURFACINGOF ALUMINIUM ALLOYS. N.A. Makarenko (DonbassState Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine). Themajority of foundry aluminium alloys represent silumins,whose content of silicon can reach up to 19 %. The surfacingof silumins is usually performed by standard wires. In thiscase the life of surfaced parts is occurred to be lower thatthat of new parts, thus leading to the reduction in theirservice life and increase in expenses for repair. To produce(in surfacing) the silumin with high content of silicon inindustry, there are flux-cored wires and also wires with acell structure. However, the production of flux-cored wires,having a soft plastic aluminium sheath of a low strength, isdifficult, because during the wire drawing its frequent breaksare occurred. These wires possess insufficient mechanicalstrength that hinders their stable feeding by the feed mec-hanism into the surfacing zone. The production of wire of acell structure is labor-intensive and low-efficient. To performsurfacing of parts of high-silicon alloys on aluminium base,it is rational to apply the process of plasma-MIG surfacingwith use of a flattened flux-cored wire as a consumableelectrode. With adding of eutectic alloy CuCl—KCl into thecomposition of charge of the flux-cored flattened wire allowsreducing the number of non-metallic inclusions of oxide na-ture and increasing the rigidity of the flux-cored flattenedwire, that prevents its collapse by feed mechanism rollersand increases the stability of the surfacing process. Addingof alloy LiF—KF of eutectic composition into the compositionof charge of the flux-cored flattened wire allows reducingthe number of pores of hydrogen nature and decreasing thenumber of non-metallic inclusions in the deposited metal inplasma-MIG surfacing of aluminium alloys. It was foundthat the optimum content of eutectic alloy CuCl—KCl is0.8—1.3 % and eutectic alloy LiF-KF is 1.1—1.8 % in theflux-cored flattened wire charge.


176

держание в шихте порошковой плющенки эвтектическогосплава CuCl—KCl составляет 0,8—1,3 %, а эвтектическогосплава LiF—KF 1,1—1,8 %.

СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ РАБОЧИХПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧ-НОГО ЧУГУНА ВЧ80 ПОСЛЕ ИМПУЛЬСНО-ПЛАЗ-МЕННОЙ ОБРАБОТКИ. Л.И. Маркашова, Ю.Н. Тю-рин, О.В. Колисниченко, М.Л. Валевич, Д.Г. Богачёв(Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Перспективным способом повышениясвойств изделий является их модификация концентриро-ванными потоками энергии (КПЭ). Один из таких мето-дов – разработанная в ИЭС им. Е.О. Патона технологияимпульсно-плазменной обработки (ИПО), которая осно-вывается на воздействии концентрированной высокоэнер-гетической плазмы на изделия и приводит к формиро-ванию в обработанных поверхностях особого структурно-фазового состояния. Исследования влияния интенсивности теплового потокапри различных режимах ИПО (расстояние от электродадо обрабатываемого высокопрочного чугуна ВЧ-80: режимI – 50 мм, II – 60 мм, III – 65 мм) на структурно-фазо-вый состав и свойства закаленного слоя (после предвари-тельной т/о: выдержка 2ч 900 °С → закалка в масло →→ отпуск 2 ч 200 °С) проводились с применением комп-лексного подхода, включающего световую металлогра-фию, растровую и просвечивающую электронную микро-скопию, а также рентгеноструктурный фазовый анализ.Показано, что для всех режимов наблюдается равномер-ное распределение легирующих элементов по глубине за-каленного слоя, в то же время изменение расстояния отэлектрода до образца (режимы I → II → III) существенновлияет на структуру обработанной поверхности. Исследо-ваниями установлено, что ИПО на режиме III (по срав-нению с I и II) приводит к увеличению объемной долимартенсита (до 70—80 %), измельчению в 2—2,5 раза аус-тенитно-мартенситной структуры (DзМ – 0,2—1,5 мкм;DзА – 2,0—10 мкм) и графитных включений (DзГ –5—20 мкм), увеличению интегральной микротвердости в1,8 раза (до 8710 МПа). Тонкая структура образцов послеИПО на режиме III характеризуется общим повышениемплотности дислокаций, отсутствием значительных гради-ентов распределения дислокаций как в закаленном слое,так и на границе «закаленный слой—основной металл».Таким образом, применение режима III приводит к форми-рованию на поверхности изделий из ВЧ-80 закаленныхслоев глубиной до 60 мкм с наиболее оптимальным струк-турно-фазовым состоянием, существенно повышающимизносо- и теплостойкость, а также характеристики про-чности, пластичности и трещиностойкости изделий из вы-сокопрочного чугуна ВЧ 80.

ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ НАПЛАВКА ДЕТАЛЕЙ МЕ-ТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПОРОШ-КОВЫМИ ПРОВОЛОКАМИ В ООО «ТМ.ВЕЛТЕК».Л.Н. Орлов, А.А. Голякевич (ООО «ТМ.ВЕЛТЕК», Ки-ев, Украина). Электродуговая наплавка порошковой про-волокой занимает прочные позиции в реновации деталеймашин и механизмов металлургического оборудования.Для восстановительной наплавки роликов МНЛЗ пред-приятие ООО «ТМ.ВЕЛТЕК» изготавливает порошковуюпроволоку ВЕЛТЕК-Н470 диаметром 2,0—4,0 мм в соче-тании с флюсами АН-20 и АН-26 и самозащитную ВЕЛ-ТЕК-Н470С диаметром 2,0—2,4 мм. Эти порошковые про-

STRUCTURAL-PHASE STATE OF WORKING SURFA-CES OF PARTS FROM HIGH-STRENGTH CAST IRONAFTER PULSE-PLASMA TREATMENT. L.I. Markasho-va, Yu.N. Tyurin, O.V. Kolisnichenko, M.L. Valevich,D.G. Bogachev (The E.O. Paton Electric Welding Insti-tute, NASU, Kiev, Ukraine). Perspective method of increaseof properties of parts is their modifying using concentratedenergy flows (CEF). One of such method is technology ofpulse-plasma treatment (PPT) developed at the E.O. PatonElectric Welding Institute which is based on effect of con-centrated high-energy plasma on parts and results in forma-tion of specific structure-phase state in treated surfaces.Study of effect of intensity of heat flow at different modesof PPT (distance from electrode to high-strength cast ironVCh-80 being treated, namely, mode I – 50 mm, II –60 mm, III – 65 mm) on structure-phase content and pro-perties of hardened layer (after preliminary heat treatment,i.e. holding 2 h 900 °C → hardening in oil → tempering 2 h200 °C) was carried out using complex approach includinglight metallography, scanning and transmission electron mic-roscopy as well as X-ray phase analysis.It is shown that uniform distribution of alloying elementson depth of hardened layer is observed for all modes, whilechange f distance from electrode to specimen (modes I →→ II → III) has significant effect on structure of treatedsurface. Investigation stated that PPT in mode III (in com-parison with I and II) results in increase of volume fractionof martensite (up to 70—80 %), 2—2.5 time refining of aus-tenite-martensite structure (D3M – 0.2—1.5 m; D3A –2.0—10 μm) and graphite inclusions (D3G – 5—20 μm), 1.8time (up to 8710 MPa) increase of integral microhardness.Thin structure of specimens after PPT on mode III is char-acterized by increase of dislocation dencity, absence of sig-nificant gradients of dislocation distribution in hardenedlayer as well as on «hardened layer-base metal» interface.Thus, application of mode II results in formation on surfaceof part from VCh-80 of hardened layers of up to 60 μm depthwith the most optimum structural-pahse state significantlyincreasing wear- and heat resistance as well as characteristicsof strength, plasticity and crack resistance of parts fromhigh-strength cast iron VCh-80.

RESTORATION SURFACING OF METALLURGICALEQUIPMENT COMPONENTS WITH FLUX-COREDWIRES IN «TM. VELTEK LTD.». L.N. Orlov, A.A. Go-lyakevich («TM. VELTEK LTD.», Kiev, Ukraine). Theelectric arc surfacing with flux-cored wire occupies the strongpositions in renovation of parts of machine and mechanismsof metallurgical equipment.For restoration surfacing of rollers of machines for continuo-us casting of billets the enterprise «TM. VELTEK LTD.»is manufacturing the flux-cored wire VELTEK-N470 of 2.0—4.0 mm diameter in combination with fluxes AN-20 andAN-26 and self-shielding wire VELTEK-N470S of 2.0—


177

волоки обеспечивают самопроизвольное отделение шла-ковой корки, отсутствие пор и трещин в наплавленномметалле при соблюдении технологических рекомендаций.Сопоставительные испытания порошковых проволокВЕЛТЕК-Н470 и ВЕЛТЕК-Н470С показали, что они на-ходятся на уровне проволок ведущих зарубежных ком-паний ОК15.73 (ЭСАБ), 4142MM-S LC, 414MM-S (Wel-dclad), WLDC-3N (Welding Alloys). Наплавленныеролики имеют ресурс не менее 1,5 млн. т.Прокатные валки – основной технологический инстру-мент в прокатном переделе металлургических заводов. Отих надежности, износостойкости рабочей поверхности,межремонтного срока службы в основном зависят техни-ко-экономические показатели работы прокатных цехов ив первую очередь производительность прокатных станов,качество готового проката и затраты на его производство.ООО «ТМ.ВЕЛТЕК» совместно с металлургическими за-водами КГМК «Криворожсталь», ДМК им. Дзержинско-го и МК «Запорожсталь» выполнен комплекс работ, на-правленных на совершенствование наплавочных материа-лов, технологии и оборудования для наплавки прокатныхвалков. На базе стандартных порошковых проволок марокПП-Нп-35В9Х3СФ и ПП-Нп-25Х5ФМС были отработа-ны системы легирования и разработаны новые порошко-вые проволоки с учетом условий эксплуатации прокатныхвалков: ВЕЛТЕК-Н370-РМ, ВЕЛТЕК-Н460, ВЕЛТЕК-Н500-РМ, ВЕЛТЕК-Н500-РМ, ВЕЛТЕК-Н505-РМ, ВЕЛ-ТЕК-Н550-РМ. Наплавка этими проволоками выполняет-ся под флюсами АН-20, АН-26, АН-348А. Использованиепредлагаемых проволок повысило эффективность работыпрокатных валков.Актуальна задача повышения эффективности использо-вания трубопрокатных станов, в том числе путем увели-чения срока межремонтной службы валков.Совместно с Никопольским заводом бесшовных труб ЗАО«Нико Тьюб» выполнены работы по внедрению в процессупрочняющей наплавки валков непрерывного стана по-рошковой проволоки ВЕЛТЕК-Н480НТ с системой леги-рования C—Si—Mn—Cr—V—Mo—W. Проволока обеспечива-ет устойчивый процесс наплавки под флюсами АН-20С,АН-26П на постоянном токе обратной полярности, легкуюотделимость шлаковой корки, отсутствие трещин и пор внаплавленном металле. Твердость наплавленного металлаHRC 50—56. Повышение качества прокатываемых труб иувеличение срока службы прокатных валков стало итогомприменения проволоки на ЗАО «Нико Тьюб».Для ремонта деталей металлургического оборудования варсенале ООО «ТМ.ВЕЛТЕК» имеется целая гамма поро-шковых проволок.Самозащитная порошковая проволока ВЕЛТЕК-Н250-РМ диаметром 1,6—3,0 мм успешно применяется при вос-становлении подушек прокатных клетей и ножниц, шпин-делей и муфт приводов прокатных валков, звездочек, вту-лок, валов, ступиц и др. По своим характеристикам ВЕЛ-ТЕК-Н250-РМ на уровне лучших зарубежных образцовпроволок, например DUR 250-FD (Bo

..hler).

Реализована наплавка кернов клещевых кранов и губокстрипперного крана, которые в процессе эксплуатации ис-пытывают ударные и сжимающие нагрузки в условияхвысоких температур. Керны контактируют с металлом,разогретым до 800—1250 °С и подвержены термоциклиро-ванию (периодическое охлаждение в баках с водой). Дляэтой цели применена самозащитная порошковая проволо-ка марки ВЕЛТЕК-Н480С диаметром 2 мм с системойлегирования (C—Cr—W—Mо—V—Ti), которая обеспечиваеттвердость наплавленного металла после наплавкиHRC 50-54, горячую твердость HRC 40—44 при 600 °С.

2.4 mm diameter. These flux-cored wires provide a sponta-neous removal of slag crust, absence of pores and cracks indeposited metal if the technological recommendations arekept. The comparative tests of flux-cored wires VELTEK-N470 and VELTEK-N470S showed that they are at the levelof wires of leading foreign companies, such as OK15.73(ESAB), 4142MM-S LC, 414MM-S (Weldclad), WLDC-3N(Welding Alloys). The as-surfaced rollers have a service lifeof not less than 1.5 million tons.Mill rolls are the main technological tool in rolling processof metallurgical plants. The technical-economical charac-teristics of operation of milling shops and, first of all, theefficiency of rolling mills, quality of ready rolled metal andexpenses for its production depend mainly on their reliabi-lity, wear resistance of working surface, inter-repair periodof service life.«TM. VELTEK LTD.» together with metallurgical plants«Krivorozhstal», Dneprovsky Metallurgical Works aftername of Dzerzhinsky, «Zaporozhstal» has carried out a com-plex of works, directed to the improvement of surfacingmaterials, technologies and equipment for surfacing the millrolls. On the base of standard flux-cored wires of gradesPP-Np-35V9Kh3SF and PP-Np-25Kh5FMS the alloying sys-tems were optimized and new flux-cored wires were develo-ped with account of conditions of service of mill rolls: VEL-TEK-N370-RM, VELTEK-N460, VELTEK-N500-RM, VEL-TEK-N500-RM, VELTEK-N505-RM, VELTEK-N550-RMSurfacing with these wires is performed under fluxes AN-20,AN-26, AN-348A. The application of offered wires increasedthe efficiency of mill rolls operation.The task of increasing the effectiveness in use of pipe-rollingmills is urgent, including the increase of period of inter-repairservice life of rolls.Together with Nikopol plant of seamless pipes (CJSC «NikoTube») the works were made on implementation of conti-nuous mill of flux-cored wire VELTEK-N480NN with alloy-ing system C—Si—Mn—Cr—V—Mo—W into the process of stren-gthening surfacing of rolls. The wire provides a stable processof surfacing under fluxes AN-20S, AN-26P at direct currentof reversed polarity, easy removal of slag crust, absence ofcracks and pores in the deposited metal. Hardness of depo-sited metal is 50—56 HRC. The improvement of quality ofpipes being rolled and increase in period of servile life ofmill rolls became the premises of application of the wire atthe CJSC «Niko Tube».There is a whole series of flux-cored wires at the «TM.VELTEK LTD.» for the repair of the metallurgical equip-ment components.The self-shielding flux-cored wire VELTEK-N250-RM of1.6—3.0 mm diameter is used successfully at restoration ofpads of rolling stands and shears, spindles and couplings ofdrives of mill rolls, sprockets, bushings, shafts, hubs, etc.As to their characteristics the VELTEK-N250-RM is at thelevel of the best foreign samples of wires, for example DUR250-FD (Bo

..hler).

The surfacing of center-punches of tong-type cranes and bitesof stripping crane, which during service undergo the shockand compressive loads under high-temperature conditions,was realized. Center-punches contact the metal heated up to800—1250 °C and subjected to thermal cycling (periodic co-oling in water tanks). For this purpose the self-shieldingflux-cored wire of grade VELTEK-N480S of 2.0 mm diameterwith alloying system (C—Cr—W—Mo—V—Ti) was used, pro-viding the hardness HRC 50—54 of deposited metal aftersurfacing, hot hardness HRC 40—44 at 600 °C. The applica-tion of mechanized surfacing with wire VELTEK –N480Sinstead of electrodes T-590, T-620 allowed increasing the


178

Применение механизированной наплавки проволокойВЕЛТЕК-Н480С взамен электродов Т-590, Т-620 позволи-ло повысить срок службы кернов в 4—5 раз. Задача вос-становления кернов решена в комплексе (оборудование—материал—технология).Для наплавки крановых колес предлагаются порошковыепроволоки марок ВЕЛТЕК-Н300-РМ, ВЕЛТЕК-Н350-РМдиаметром 1,6—4,0 мм. Наплавка осуществляется подфлюсами АН-348, АН-60 или в углекислом газе. В по-следние годы успешно применяется ВЕЛТЕК-Н300-РМвзамен сплошной проволоки Нп-30ХГСА. Для наплавкиколес тяжело нагруженных кранов разработана техноло-гия наплавки под флюсом АН-348 порошковой проволо-кой марки ВЕЛТЕК-Н285 диаметром 3,6 мм. Хромомар-ганцовистый наплавленный металл со структурой мета-стабильного аустенита обеспечивает высокую износостой-кость колес вследствие развития процесса самоупрочненияпод воздействием наклепа.

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯЭЛЕКТРОИСКРОВОГО УПРОЧНЕНИЯ И ВОССТА-НОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.А.В. Паустовский, Ю.Г. Ткаченко, Р.А. Алфинцева,С.Н. Кириленко, Д.З. Юрченко (Ин-т проблем материа-ловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, Киев,Украина). В ИПМ НАН проведен цикл работ по совер-шенствованию состава и оптимизации технологии изготов-ления электродных материалов на основе сплавов системыNi—Cr—Al за счет введения в них легирующих элементов(кремния, титана, марганца, кобальта), разработке элек-тродных материалов для электроискрового восстановле-ния деталей на основе сплава РЕ8418 (Ni—Ni3B—Cu—Si) икарбидов титана, хрома и вольфрама. а также электрод-ных материалов системы B4C—TiB2 для упрочнения метал-лических поверхностей.Исследования фазового состава и структуры электродныхматериалов на основе никеля показали, что легированиебазового сплава Ni—Cr—Al добавками кремния, титана,марганца, кобальта не меняют эвтектического характераструктуры. Кремний и титан повышают микротвердостьсплава на 10—12 %, а марганец и кобальт не влияют нанее. Получены покрытия из стали РЕ8418-WC толщинойдо 5 мм, твердость которых, в зависимости от содержаниякарбида, изменялась в пределах 2,7—8,7 ГПа.Установлено, что при упрочнении металлических поверх-ностей с использованием электродов из сплава В4С—ТіВ2получены покрытия толщиной до 100 мкм, твердостью32—40 ГПа и высокой износостойкостью.Установлены кинетические зависимости электроэрозии имассопереноса разработанных материалов, на базе кото-рых проведена оптимизация технологии электроискровоголегирования металлических поверхностей.Исследована структура, фазовый состав и функциональ-ные свойства электроискровых покрытий на сталях и спла-ве титана. Установлено, что износостойкость электроис-кровых покрытий на стали 30ХГСА, полученных с исполь-зованием разработанных металлических сплавов, в 3—4раза выше, чем стали 30ХГСА без покрытия. Электроис-кровое легирование этими сплавами стали 45 повышает еежаростойкость в 3—5 раз, а титанового сплава ВТ6 – в4 раза.Изготовлены партии электродов для реализации упрочне-ния и восстановления изношенных деталей технологичес-кого оборудования. Стоимость восстановления деталейэлектроискровым методом в зависимости от размера сос-тавляет 2—5 % стоимости самой детали.

period of service life of punches by 4—5 times. The task ofrestoration of punches was integrally solved (equipment-ma-terial-technology).For surfacing the crane wheels the flux-cored wires of gradesVELTEK-N300-RM, VELTEK-N350-RM of 1.6—4.0 mm di-ameter were offered. The surfacing is realized under fluxesAN-348, AN-60 or in CO2. During recent years, VELTEK-N300-RM is successfully applied instead of solid wire Np-30KhGSA. For surfacing of wheels of heavy loaded cranesthe technology of surfacing under flux AN-348 with flux-cored wire of VELTEK-N285 grade of 3.6 mm diameter wasdeveloped. Chrome-manganese deposited metal with a struc-ture of metastable austenite provides the high wear resistanceof wheels due to the development of the self-strengtheningprocess under the effect of cold working.

DEVELOPMENT OF ELECTRODE MATERIALS FORELECTRIC SPARK STRENGTHENING AND RESTO-RATION OF WORN-OUT SURFACES. A.V. Paustovsky,Yu.G. Tkachenko, R.A. Alfintseva, S.N. Kirilenko, D.Z.Yurchenko (I.N. Frantsevich Institute of Problems of Ma-terials Science, NASU, Kiev, Ukraine). In IPM of NASUa cycle of works was carried out on the improvement ofcomposition and optimization of technology for manufactureof electrode materials on the base of alloys of Ni—Cr—Alsystem by adding of alloying elements (silicon, titanium,manganese, cobalt) into them, development of electrode ma-terials for electric spark restoration of parts on the base ofalloy RE8418 (Ni—Ni3B—Cu—Si) and carbides of titanium,chromium and tungsten, and also electrode materials of sys-tem B4C—NiB2 for strengthening of metallic surfaces.Investigation of phase composition and structure of electrodematerials on nickel base showed that alloying of basic alloyBi—Cr—Al with additions of silicon, titanium, manganese,cobalt does not change the eutectic nature of the structure.Silicon and titanium increase the microhardness of alloy by10—12 %, while manganese and cobalt do not have effect onit. Coatings of steel RE8418-WC of thickness of up to 5 mmwere produced, the hardness of which varied within 2.7—8.7 GPa ranges depending on carbide content.It was found that in strengthening of metal surfaces by usingelectrodes of B4C—TiB2 alloy the coatings of up to 100 μmthickness, 32—40 GPa hardness and high wear resistance wereproduced.Kinetic relationships of electric erosion and mass transfer ofdeveloped materials were established, on the basis of whichthe technology of electric spark alloying of metal surfaceswas optimized. Structure, phase composition and functionalproperties of electric spark coatings on steels and titaniumalloy were investigated. It was found that the wear resistanceof electric spark coatings on steel 30KhGSA, produced byapplying the developed metallic alloys, is 3—4 times higherthan that of steel 30KhGSA without coating. The electricspark alloying of steel 45 by these alloys increases its heatresistance by 3—5 times, and titanium alloy VT6 – by 4times.The batches of electrodes were manufactured for realizationof strengthening and restoration of worn-out parts of thetechnological equipment. The cost of restoration of parts bythe electric spark method is 2—5 % of cost of the part depen-ding on its size.


179

ЗБІЛЬШЕННЯ РОБОЧОГО РЕСУРСУ ДЕТАЛЕЙХОДОВОЇ ЧАСТИНИ ДОРОЖНІХ МАШИН. В.В.Перемітько (Державний техн. ун-т, Дніпродзержинськ,Україна). Зі збільшенням потужності дорожніх машин нагусеничному ходу підвищення їх швидкодії та продуктив-ності супроводжуються ускладненням умов роботи окре-мих вузлів, деталей та інструмента. До таких елементіввідносяться деталі ходової частини бульдозерів і екскава-торів. Враховуючи високу вартість виготовлення та ремон-ту, різні вимоги до окремих їх елементів (опорні та під-тримувальні котки, ланцюги, натяжні колеса, ведучі зі-рочки, втулки, траки) для збільшення терміну служби тазабезпечення високих експлуатаційних характеристик ро-бочі поверхні зношуваних елементів підлягають зміцнен-ню електродуговим наплавленням. Досягти відчутногозбільшення терміну експлуатації у такій ситуації вдаєтьсяза рахунок додаткового впливу на зварювальну ванну,кристалізацію металу наплавок або наступною термоме-ханічною їх обробкою.В даній роботі розглядалась можливість додаткового керу-вання властивостями наплавлених шарів за рахунок пода-вання порошкових матеріалів у зварювальну ванну. Дляцього використовувалися порошки Al2О3, Сu, SiC, карбі-ду бору В4C, карбонітриду титану TiCN, чистої міді такарбіду кремнію з розміром часток не більше 200 мкм.Зразки виготовлялись зі сталі 35Х. Дугове наплавлення про-водили дротами Св-08А, Св-08Г2С, Нп-30ХГСА та Нп-65під шаром флюсу АН-348А. Для створення можливостіокремого подавання порошкового присадкового матеріалуна зварювальну дугу накладалися керуючі магнітні по-ля – аксіальне та радіальне. Під час накладання зовніш-ніх магнітних дій у межах 90 мТл досягалося збільшеннярозмірів зварювальної ванни на 15—20 мм. Це дало змогуподавати порошковий матеріал у хвостову частину ванниабо зі зміщенням місця подачі вбік від осі дуги. В резуль-таті металографічних досліджень наплавок спостерігаєть-ся подрібнення зерна, що може розцінюватися як резуль-тат сумісної дії зовнішнього магнітного поля та частокпорошку, що виступали у ролі додаткових осередківкристалізації.Додавання порошкових матеріалів при наплавленні даєзмогу зафіксувати мартенситну фазу, яка становить від20 до 50 %, і збільшити частку хрому до 7—9 % та бору до0,4 %, максимально наближуючись до складу наплавок,рекомендованих стандартом ЕN 14700:2008.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАЗМЕННО-ПОРОШКО-ВОЙ НАПЛАВКИ В АРМАТУРО- И ДВИГАТЕЛЕСТ-РОЕНИИ. Е.Ф. Переплетчиков (Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). Прак-тика показала, что плазменно-порошковая наплавка(ППН) обеспечивает высокую работоспособность деталейза счет отличного качества, высокой однородности и бла-гоприятной структуры наплавленного металла, обуслов-ленного специфическими условиями кристаллизации сва-рочной ванны. ППН успешно конкурирует с ручной на-плавкой и во многих случаях с механизированной дуговойнаплавкой проволокой или лентой под флюсом. Приса-дочные порошки для плазменной наплавки во многих слу-чаях дешевле соответствующих проволок и лент. Порошкимогут быть получены практически из любого пригодногодля наплавки сплава независимо от его твердости, пла-стичности, степени легирования и других свойств, и с этойточки зрения они являются универсальным присадочнымматериалом.ППН особенно эффективна в условиях серийного произ-водства арматуры различного назначения с уплотнитель-

IMPROVEMENT OF SERVICE LIFE OF RUNNINGGEAR PARTS OF ROAD MACHINES. V.V. Peremitko(State Technical University, Dneprodzerzhinsk, Ukraine).With growth of capacity of road machines of caterpillar typethe increase of their speed and efficiency is accompanied bycomplication of conditions of operation of separate units,parts and tools. Such elements include the parts of runninggears of bulldozers and excavators. Taking into account thehigh cost of manufacture and repair, different requirementsto separate their elements (support rollers, chains, jockeywheels, driving gears, bushings, tracks) the working surfacesof worn-out elements are subjected to strengthening by elec-tric arc surfacing to increase the period of service and pro-viding the high service characteristics. It is possible to attainthe significant increase in period of service in this situationby additional effect on weld pool, crystallization of metalof deposits or by subsequent thermo-mechanical their treat-ment.The present work considered the possibility of auxiliary con-trol of properties of deposited layers by feeding the powderedmaterials into the weld pool. For this purpose, the powdersAl2O3, Cu, SiC, boron carbide B4C, titanium carbonitrideTiCN, pure copper and silicon carbide with size of particlesof not larger than 200 μm were used. Samples were manu-factured of steel 35X. Arc surfacing was performed withwires Sv-08A, Sv-08G2S, Np-30KhGSA and Np-65 under thelayer of flux AN-248A. To provide the possibility of separatesupply of the powdered filler material to the welding arc,the controlled magnetic fields, axial and radial ones, weresuperposed. During the superposition of external magneticeffects within the ranges of 90 mT the weld pool was incre-ased by 15—20 mm. This gave a possibility to supply thepowdered material into the tail pat of the pool or with shif-ting the place of supply aside the arc axis. As a result ofmetallographic examinations of deposits the grain refiningis observed, that can be regarded as a result of combinedeffect of external magnetic field and powder particles, whichplayed a role of additional centers of crystallization.Adding of powdered materials during surfacing gives an op-portunity to observe a martensitic phase, which is from 20to 50 %, and to increase the fraction of chromium up to7—9 % and boron up to 0.4 %, maximum approaching thecomposition of deposits recommended by standardEN 14700:2008.

EXPERIENCE OF APPLICATION OF PLASMA-POW-DER SURFACING IN VALVES AND ENGINE MANU-FACTURE. E.F. Pereplyotchikov (The E.O. Paton ElectricWelding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). The practiceshowed that the plasma-powder surfacing (PPS) provideshigh serviceability of parts due to excellent quality, highhomogeneity and favorable structure of deposited metal, sti-pulated by specific conditions of the weld pool crystal-lization. PPS competes successfully with manual surfacingand in many cases with the mechanized submerged arc sur-facing with wire or strip. The filler powders for the plasmasurfacing are cheaper in many cases as compared with ap-propriate wires and strips. The powders can be producedalmost of any alloy suitable for surfacing independently ofits hardness, ductility, degree of alloying and other propertiesand they, from this point of view, are the universal fillermaterial.PPS is especially effective under the conditions of serialmanufacture of different-purpose valves with sealing surfacesdeposited by alloys on the base of cobalt, nickel, iron, copper.At the E.O. Paton Electric Welding Institute (PWI) a large


180

ными поверхностями, наплавленными сплавами на основекобальта, никеля, железа, меди. В ИЭС накоплен большойопыт при наплавке деталей как мелких задвижек, венти-лей (DN50), так и крупных (DN1000 и выше) для стацио-нарных и транспортных энергетических установок, хими-ческих предприятий, нефте- и газопроводов. Низкое со-держание железа в наплавленном слое при ППН кобаль-товыми или никелевыми сплавами обеспечивается за счетмалого проплавления основного металла. Наряду с не-большим угаром легирующих элементов это позволяет по-лучать металл требуемого состава уже в первом слое.ППН применяется в промышленности для наплавки вы-пускных клапанов ДВС различных типоразмеров, начи-ная с клапанов легковых автомобилей диаметром 20—35 мм и заканчивая клапанами судовых дизелей диамет-ром 300—450 мм. При наплавке клапанов в полной мерепроявляется важнейшее преимущество ППН – возмож-ность нанесения тонких слоев с малым термическим воз-действием на основной металл. Это выгодно отличает ееот индукционной наплавки, при которой основной металлнеизбежно подвергается сильному перегреву с образова-нием зоны крупного зерна, что зачастую является причи-ной усталостного разрушения клапанов в процессе экс-плуатации.Опыт промышленного применения показывает, что ППНпозволяет повысить качество, надежность и долговечностьнаплавляемых деталей, улучшить условия труда. По срав-нению с ручной наплавкой на 30—50 % повышается прои-зводительность труда, на 50—70 % сокращается расход на-плавочных материалов и примерно на 50 % расход элек-троэнергии.

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА НАПЛАВКИ И ДИАМЕТРА ПО-РОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИЕЕ ПЛАВЛЕНИЯ. С.Г. Плис (Донбас. гос. машиностр.акад., Краматорск, Украина). Основными характеристи-ками плавления при наплавке являются: коэффициентрасплавления проволоки αр, коэффициент наплавки αн икоэффициенты общих потерь ψ и потерь на разбрызгива-ние ψрб электродного металла, численные значения кото-рых определяются прежде всего значениями сварочноготока и напряжения. Влияние этих параметров нами иисследовалось.Для исследования применялась порошковая проволокадиаметром 3,0—3,8 мм при скорости наплавки 22 м/ч.Наплавляли одиночные валики длиной 100 мм на пла-стины размером 200×120×10 мм, изготовленные из сталиВСт3сп.По результатам экспериментальных данных были постро-ены графические зависимости αр = f(Iсв), αн = f(Iсв), ψрб == f(Uд). С увеличением сварочного тока коэффициентыαр и αн растут, а коэффициенты ψ, ψрб уменьшаются.Увеличение длины вылета проволоки до 20—50 мм приво-дит к росту αр, а коэффициент наплавки αн растет доопределенного предела, коэффициенты потерь ψ и ψрбминимальны. При вылете проволоки более 70 мм αн будетуменьшаться в связи со значительным ростом коэффи-циентов потерь ψ и ψрб. Изменение напряжения на дугене влияет на значение αр, а αн изменяется по кривой сэкстремумом, достигая максимального значения при Uд == 26—30 В, коэффициенты ψ и ψрб при этом минимальны.Исследовали зависимость коэффициентов αр и αн от силытока и диаметра проволоки. Методами математическойстатистики установлено отсутствие корреляционной связимежду коэффициентами αр, αн и диаметром проволоки.Изменение диаметра проволоки в интервале 3,0—3,8 ммпри одинаковом токе не влияет на показатели плавления

experience has been gained in surfacing parts such as smallgates, valves (DN50), and also large ones (DN1000 andhigher) for stationary and transport power equipment, che-mical enterprises, oil- and gas pipelines. The low content ofiron in deposited layer at PPS with cobalt or nickel alloysis guaranteed due to a small dilution of the base metal.Together with a low burn-out of alloying elements, thisallows producing metal of the required composition even inthe first layer.PPS is used in industry for surfacing of exhaust valves ofinternal combustion engines of different types and sizes star-ting from motor cars valves of 20—35 mm diameter and fi-nishing by ship diesel valves of 300—450 mm diameter. Insurfacing of valves the most important advantage of PPS ismanifested, i.e. the possibility of deposition of thin layerswith a low thermal effect on base metal. This differs itbeneficially from induction surfacing, where the base metalis inevitably subjected to a strong overheating with the for-mation of a coarse grain zone, that is frequently the causeof fatigue fracture of valves during service.Experience of industrial application shows that PPS allowsincreasing quality, reliability and service life of parts beingsurfaced, improving the labor conditions. As compared withthe manual surfacing the labor productivity is increased by50 %, consumption of surfacing materials is reduced by 50—70 % and consumption of electric power – approximatelyby 50 %.

EFFECT OF SURFACING CONDITIONS AND DIAME-TER OF FLUX-CORED WIRE ON CHARACTERISTICSOF ITS MELTING. S.G. Plis (Donbass State EngineeringAcademy, Kramatorsk, Ukraine). The main characteristicsof melting in surfacing are as follows: coefficient of wiremelting αm, coefficient of surfacing αs, and coefficients oftotal losses ψ and losses for spattering ψsp of electrode metal,numerical values of which are determined, first of all, bythe value of welding current and voltage. It was the effectof these parameters that was investigated by us.For investigations, the flux-cored wire of 3—3.8 mm diameterat 22 mm/h speed of surfacing was used. The single beadsof 100 mm length were deposited on 200×120×10 mm sizeplates manufactured of steel VSt3 (killed).From the results of experimental data the graphical relationsαm = f(Iw), αs = f(Iw), ψsp = f(Ua) were plotted. Withincrease in welding current the coefficients αm and αs aregrowing, and the coefficients ψ and ψsp are decreased. Theincrease in wire stickout length up to 20—50 mm leads tothe growth in αm, and that of surfacing αs is growing to adefinite limit, the coefficients of losses ψ and ψsp are mini-mum. At wire stickout of more than 70 mm, αm will decreasedue to a significant growth in coefficients ψ and ψsp. Changein arc voltage does not influence the value αm, and αs ischanged along the curve with extremum, reaching the max-imum value at Ua = 26—30 V, coefficients ψ and ψ sp areminimum here. The dependence of coefficients αm and αs oncurrent value and wire diameter was investigated. Usingmethods of mathematical statistics the absence of correlationbetween the coefficients αm, αs and wire diameter was found.The change in wire diameter within the range of 3.0—3.8 mmat similar current does not influence the characteristics ofmelting of flux-cored wire at 30 mm wire stickout. Withdecrease in wire diameter from 3.8 to 3.0 mm the increasein current density occurs, but the specific resistance of charge


181

порошковой проволоки при вылете проволоки 30 мм. Приуменьшении диаметра проволоки от 3,8 до 3 мм происхо-дит увеличение плотности тока, но уменьшается удельноесопротивление шихты в связи с повышением ее плотности,что приводит к отсутствию зависимости αр и αн от диаметрасамозащитной порошковой проволоки. Оптимальный ре-жим наплавки: Iсв = 280—350 А, Uд = 25—29 В, Н = 30—50 мм, производительность наплавки составляет от 5,5 до6,5 кг/ч.

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБА ЭЛЕКТРО-КОНТАКТНОЙ НАПЛАВКИ ПОРОШКОВОЙ ПРО-ВОЛОКОЙ И ЛЕНТОЙ. В.А. Пресняков (Донбас. гос.машиностр. акад., Краматорск, Украина). В последнеевремя все большее применение при восстановлении и уп-рочнении деталей сельскохозяйственных машин, работаю-щих в условиях абразивного изнашивания, находит способэлектроконтактной наплавки порошковых материалов.Возможность вести процесс в режиме спекания и припе-кания порошков позволяет с помощью относительно не-дорогих, общедоступных наплавочных материалов полу-чить высокие эксплуатационные характеристики наплав-ленного слоя.Целью работы является усовершенствование способа элек-троконтактной наплавки деталей сельскохозяйственныхмашин порошковой проволокой и лентой.Сущность способа заключается в нагреве порошковогосердечника и приконтактного объема металла оболочкипорошковой проволоки или ленты, а также восстанавлива-емой детали импульсами электрического тока и их совмес-тном пластическом деформировании, обеспечивающих об-разование физического контакта, активацию контактныхповерхностей и объемное взаимодействие частиц порошкадруг с другом и с материалом оболочки. Оболочка и детальв зоне контакта нагреваются до температуры плавлениясоединяемых материалов. Таким образом, износостойкийслой образуется в результате компактирования порошко-вого сердечника присадочного материала в режиме спе-кания, а образование прочного соединения оболочки с по-верхностью упрочняемой детали происходит в режиме на-плавки.Разработанный процесс электроконтактной наплавки име-ет следующие основные преимущества: высокую произво-дительность и низкую энергоемкость нанесения покрытия,минимальную зону термического влияния тока на деталь,отсутствие необходимости в использовании защитной ат-мосферы и отсутствие светового излучения и газовыделе-ния, высокую износостойкость и прочность соединениянаплавленного и основного металла.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ СВОЙСТВ ИЗНОШЕННОЙПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ САМОЛЕТОВ ИЗ ТИ-ТАНОВОГО СПЛАВА ВТ22 АРГОНОДУГОВОЙ НА-ПЛАВКОЙ. В.П. Прилуцкий1, С.Л. Шваб1, И.А. Радке-вич1, С.В. Ахонин1, С.Л. Антонюк2 (1Ин-т электросвар-ки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина; 2ГП«АНТК им. О.К. Антонова», Киев, Украина). Одним изсущественных недостатков большинства титановых спла-вов, в частности, сплава ВТ22, является малое сопроти-вление износу. Поэтому в процессе эксплуатации узлов идеталей возникают дефекты поверхности, вызванные ееизносом. Такие дефекты наблюдаются в некоторых дета-лях современных пассажирских и транспортных самоле-тов, например, в рельсах механизации крыла. В связи сэтим возникает необходимость замены изношенной дета-ли, что связано со значительными затратами на ее изгото-вление.

is decreased due to increase in its density, thus leading tothe absence of dependence of αm and αs on diameter of theself-shielding flux-cored wire. The optimum surfacing con-dition: Iw = 280—350 A, Ua = 25—29 V, H = 30—50 mm,surfacing efficiency is from 5.5 up to 6.5 kg/h.

IMPROVEMENT OF METHOD OF ELECTRIC CON-TACT SURFACING BY FLUX-CORED WIRE ANDSTRIP. V.A. Presnyakov (Donbass State Engineering Aca-demy, Kramatorsk, Ukraine). Over the recent years themethod of electric contact surfacing of powdered materialsfinds the more and more wide application in restoration andstrengthening of parts of agricultural machines, operatingunder conditions of abrasive wear. The feasibility of processperformance under the condition of sintering and sintering-onof powders using relatively not expensive, generally-usedsurfacing materials allows producing high service charac-teristics of the deposited layer.The aim of the work is to improve the method of electriccontact surfacing of parts of agricultural machines by flux-cored wire and strip.The principle of the method consists in heating of powdercore and near-contact volume of metal of sheath of flux-coredwire or strip, as well as of part being restored by pulses ofelectric current and their combined plastic deforming, pro-viding the formation of a physical contact, activation ofcontact surfaces and volumetric interaction of powder par-ticles with each other and the sheath material. The sheathand part are heated in the zone of contact up to the tempe-rature of melting of materials being joined. Thus, the wear-resistant layer is formed as a result of compacting the powdercore of filler material under the condition of sintering, andthe formation of strong joint of sheath with the surface ofpart being strengthened occurs under the condition of sur-facing.The developed process of electric contact surfacing has thefollowing main advantages: high efficiency and low energyintensity of coating deposition, minimum zone of thermaleffect of current on the part, absence of need in applyingthe shielding atmosphere and absence of light radiation andgas evolution, high wear resistance and strength of joint ofdeposited and base metal.

RESTORATION OF PROPERTIES OF WORN-OUTSURFACE OF AIRPLANE ELEMENTS OF TITANIUMALLOY VT22 BY USING THE ARGON-ARC SURFA-CING. V.P. Prilutsky1, S.L. Shvab1, I.A. Radkevich1, S.V.Akhonin1, S.L. Antonyuk2 (1The E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, NASU, Kiev, Ukraine; 2SE «O.K. AntonovANTK», Kiev, Ukraine). One of the significant drawbacksof majority of titanium alloys, in particular alloy VT22, isa low wear resistance. Therefore, the surface defects, causedby its wear, are occurred in the process of service of unitsand parts. These defects are observed in some parts of modernpassenger and transport airplanes, for example in rails of thewing mechanization. In this connection the need appears inreplacement of a worn-out part, thus causing the great ex-penses for its manufacture.


182

Для восстановления зон выработки применяются различ-ные технологии газотермического нанесения покрытий,существенными недостатками которых является ограни-чение толщины и низкая адгезия покрытий. Предложено использовать для восстановления изношен-ных (поврежденных) участков деталей технологическийпроцесс наплавки. Представлены результаты исследова-ний, на основании которых разработан технологическийпроцесс наплавки магнитоуправляемой дугой, горящей варгоне на вольфрамовом электроде. Для получения на-плавленного слоя необходимых размеров используется ду-га, пространственное положение которой управляется спомощью внешнего поперечного переменного магнитногополя. При этом глубина проплавления составляет 1—2 мм,ширина слоя находится в пределах 15—22 мм, а высота –2—3 мм.Полученные результаты исследований использованы привосстановлении плоских и торцевых участков рельса сглубиной выработки до 2 мм и длиной до 100 мм. В ка-честве присадочного материала использовали проволокумарки СП15. Показано, что разработанный процесс вы-полнения наплавочных работ позволил наплавить за одинпроход необходимое количество металла, которое послепоследующей механической обработки наплавленныхучастков обеспечило полное восстановление функцио-нальных свойств рельса.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СВЕРХЗВУКОВОЙГАЗОПОРОШКОВОЙ НАПЛАВКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯПРОБЛЕМ ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ МАШИН И МЕХА-НИЗМОВ. В.Г. Радченко, М.В. Радченко, Ю.О. Шев-цов, Т.Б. Радченко (Алтайский гос. техн. ун-т им. И.И.Ползунова, Барнаул, Россия). Для решения проблем из-носа рабочих поверхностей актуальным является развитиеуже существующих и разработка новых способов поверх-ностного упрочнения и восстановления рабочих поверх-ностей. Как известно, в таких случаях предпочтение отда-ется аппаратуре и технологиям, использующим концент-рированные потоки энергии, как например, электронныепучки в вакууме, лазерные лучи, плазменные струи. Приэтом последние 10—12 лет все активнее начинают разви-ваться процессы нанесения защитных покрытий напыле-нием с использованием сверхзвуковых газовых струй. Всепроцессы напыления без исключения имеют один сущес-твенный недостаток, ограничивающий промышленное ис-пользование – отслоение покрытий ввиду относительнонизкой прочности сцепления с основой.Для решения этой проблемы в ООО «НИИ Высоких Тех-нологий» (г. Барнаул, Россия) в рамках Федеральнойпрограммы России «СТАРТ» был выполнен комплекс ис-следований, включающий расчеты сопел Лаваля с различ-ными числами Маха, изготовление серии сопел и их экс-периментальную апробацию в процессе наплавки износос-тойких порошковых сплавов на изношенные поверхностидеталей. В результате разработан и запатентован способи аппаратура для СГП-наплавки. Отличительной техно-логической чертой аппаратуры является повышение кон-центрации энергии газопламенного источника нагрева иуменьшение зоны термического влияния при увеличениискорости истечения газовых потоков на срезе сопла газоп-ламенной установки.Установлены рациональные технологические режимыпроцесса СГП-наплавки, при соблюдении которых созда-ются условия, позволяющие получать покрытия с износо-стойкостью в 8—10 раз выше износостойкости незащищен-ных поверхностей труб из стали 20К и в 3,6—4,0 раза выше

To restore the worn-out places, different technologies ofthermal spraying are applied, the significant drawback ofwhich is the limit of thickness and low adhesion of coatings.The technological process of surfacing was offered to restorethe worn-out (damaged) areas of parts. The results of inves-tigations are given, on the basis of which the technologicalprocess of surfacing with a magnetically-controlled arc, bur-ning in argon at tungsten electrode, was developed. To pro-duce the deposited layer of required sizes, the arc is used,the spatial position of which is controlled by using the ex-ternal transverse alternating magnetic field. Here, the depthof penetration is 1—2 mm, width of layer is within the rangesof 15—22 mm, and the height is 2—3 mm.The obtained results of investigations were used in restora-tion of flat and edge areas of the rail at a depth of grooveof up to 2 mm and length of up to 100 mm. As a fillermaterial the wire of grade SP15 was used. It was shown thatthe developed process allowed surfacing the required amountof metal per one pass, which provided the full restorationof functional properties of the rail after subsequent mecha-nical treatment of deposited areas.

DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY OF SUPERSO-NIC GAS-POWDER SURFACING FOR SOLUTION OFPROBLEM OF WEAR OF PARTS OF MACHINES ANDMECHANISMS. V.G. Radchenko, M.V. Radchenko,Yu.O. Shevtsov, T.B. Radchenko (I.I. Polzunov Altai StateTechnical University, Barnaul, Russia). To solve the prob-lem of wear of operating surfaces is actual by the improve-ment of existing and development of new methods of surfacestrengthening and restoration of the operating surfaces. Asis known, in these cases the equipment and technologies arepreferable, which are applying the concentrated flows ofenergy, for example, electron beams in vacuum, laser beams,plasma jets. Moreover, during recent 10—12 years the pro-cesses of deposition of protective coatings by spraying usingsupersonic gas jets began to be more actively developed. Allthe processes of spraying without an exception have onesignificant drawback, limiting the industrial application,such as delaminating of coatings due to a relatively lowadhesion strength with a base.To solve this problem in LLC «NII of High Technologies»,(Barnaul, Russia) a complex of investigations was carriedout within the scope of «START» Federal Program of Russia,including the calculations of Laval nozzles with differentMach numbers, manufacture of series of nozzles and theirexperimental testing in the process of surfacing of wear-re-sistant powdered alloys on worn-out surfaces of parts. As aresult, the method and equipment for supersonic gas powder(SGP) surfacing was developed and patented. The peculiarfeature of the equipment is the increase in concentration ofenergy in gas-flame heat source and decrease in heat-affectedzone at increase of rate of outflow of gas flows at the nozzlesection of the gas-flame installation.The rational technological conditions of process of SGP-sur-facing were established, at keeping of which the conditionsare created, which make it possible to produce the coatingswith wear resistance of 8—10 times higher than that of un-protected surfaces of pipes of steel 20K and 3.6—4.0 timeshigher as compared with wear resistance of coatings depositedby subsonic gas-powder surfacing.


183

по сравнению с износостойкостью покрытий, наплавлен-ных дозвуковой газопорошковой наплавкой.Полученные результаты позволяют рекомендовать ис-пользование процесса сверхзвуковой газопорошковой на-плавки для решения проблемы износа деталей машин имеханизмов в различных отраслях промышленности.

РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОДОЦЕНКИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ НАПЛАВЛЕННЫХ ДЕ-ТАЛЕЙ, ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХСЯ В УСЛОВИЯХЦИКЛИЧЕСКИХ ТЕРМИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕС-КИХ НАГРУЗОК. И.К. Сенченков1, И.А. Рябцев2, О.П.Червинко1, И.И. Рябцев2, А.А. Бабинец2 (1Ин-т механи-ки им. С.П. Тимошенко НАН Украины, Киев, Украина;2Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,Киев, Украина). Оценка долговечности наплавленных ин-струментов и оснастки для горячего деформирования ме-таллов и сплавов включает решение двух основных задач:расчет остаточного технологического и эксплуатационногонапряженно-деформированного и микроструктурного сос-тояния деталей после наплавки и расчет их долговечностии ресурса на основе критериев термической и механичес-кой усталостной прочности.В принятой схеме расчета процессы наплавки и последу-ющего эксплуатационного циклического термического имеханического нагружения прокатного валка рассматри-ваются как единый процесс. Предполагается, что валокподпирается опорным валком и не испытывает деформа-ции изгиба.Расчеты проводили для валка горячей прокатки из стали50ХФА с гладкой рабочей бочкой диаметром 1435 мм идлиной 1565 мм. На валок наплавляется подслой прово-локой Св-08 и износостойкий слой проволокой ПП-Нп-25Х5ФМС. Стадия наплавки моделируется в рамках осе-симметричной постановки задачи, стадия эксплуатацииописывается в рамках задачи о плоской деформации дляосевого сечения цилиндра. При этом на второй стадииучитывают остаточные деформации, напряжения, упроч-нение и микроструктуру, сформированные на стадии на-плавки.После наплавки наружный слой имеет мартенситную, под-слой – ферритную, а в металле ЗТВ формируется бей-нитно-перлитная структура. Пластические деформации внаплавленных слоях не превышают 6 % и практическиотсутствуют в основном металле. В наплавленных слояхинтенсивность напряжений значительно ниже упрочнен-ного предела текучести сталей, т. е. они находятся в уп-ругом состоянии.В процессе эксплуатации существенно циклически нагру-женным может оказаться подслой, поскольку сталь, на-плавленная проволокой Св-08, имеет низкий предел цик-лической выносливости. Экспериментальным признакомразрушения может быть появление трещины заданной ма-лой длины lo, обычно lo ≈ 0,1—1,0 мм. Между тем ресурсмногих элементов конструкций не исчерпывается появле-нием таких трещин. Поэтому вторая стадия ресурса можетреализоваться при наличии трещины и исчерпывается придостижении ее длиной lo критического значения lкр.Количество циклов N2, отвечающее за достижение трещиннекоторого критического значения длины lкр, после сум-мирования со значением N1, отвечающим стадии иниции-рования трещины, определяет ресурс эксплуатации на-плавленной детали.

The obtained results allow recommending the process of su-personic gas-powder surfacing for the solution of problemof wear of parts of machines and mechanisms in variousbranches of industry.

CALCULATED-EXPERIMENTAL METHOD OF AS-SESSMENT OF LIFE OF SURFACED PARTS OPERA-TING UNDER CONDITIONS OF CYCLIC THERMALAND MECHANICAL LOADS. I.K. Senchenkov1, I.A.Ryabtsev2, O.P. Chervinko1, I.I. Ryabtsev2, A.A. Babinets2

(1S.P. Timoshenko Institute of Mechanics; 2The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Asses-sment of life of as-surfaced tools and equipment for hotdeforming of metals and alloys includes the solution of twomain problems: calculation of residual technological and ser-vice stress-strain and microstructure state of parts after sur-facing and calculation of their service life on the basis ofcriteria of thermal and mechanical fatigue strength.In the accepted scheme of calculation the processes of sur-facing and subsequent service cyclic thermal and mechanicalloading of mill roll are considered as a single process. It isassumed that the roll is supported by a support roll and doesnot undergo the bend deformations.Calculations were performed for hot rolling mill roll of steel50KhFA with a smooth operating barrel of 1435 mm diameterand 1565 mm length. Sublayer on the roll is deposited bywire Sv-08 and wear-resistant layer – by wire PP-Np-25Kh5FMS. Stage of surfacing is modeled within the framesof axisymmetric statement of the problem, the stage of serviceis described within the frames of problems about plane de-formation for axial section of the cylinder. Here, at thesecond stage the residual deformations, stresses, strengthe-ning and microstructure, formed at the stage of surfacingare taken into consideration.After surfacing the external layer has a martensitic structure,sublayer has ferrite one and bainite-pearlite structure is for-med in HAZ metal. Plastic deformations in the depositedlayers do not exceed 6 % and almost absent in the base metal.In the deposited layers the intensity of stresses is much lowerthan the strengthened yield strength of steels, i.e. they arein elastic state.In the in-service process the sublayer can occur to be greatlycyclically loaded, as the steel deposited by wire Sv-08 hasa low limit of cyclic fatigue strength. Experimental featureof failure can be the appearance of a crack of a preset smalllength l0, usually l0 ≈ 0.1—1.0 mm. Meanwhile the servicelife of many elements of structures is not exhausted by theappearance of such cracks. Therefore, the second stage ofservice life can be realized at the presence of crack and ex-hausted at reaching the critical value lcr by its length l0.Number of cycles N2, responsible for crack reaching somecritical value of length lcr, after summing with value N1,meeting the stage of crack initiation, determines the servicelife of the surfaced part.


184

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВ-КИ ПЕЧНЫМ СПОСОБОМ. Е.В. Суховая (Днепропет-ровский нац. ун-т им. О. Гончара, Днепропетровск, Ук-раина). Применение композиционных материалов в видезащитных покрытий на быстроизнашивающихся деталяхоборудования позволяет существенно продлить срок ихслужбы. Требования к металлической связке и твердосп-лавному наполнителю композиционных материалов зави-сят от конкретных условий эксплуатации деталей. Поэто-му в данной работе изучали влияние структуры сплавов-наполнителей на стойкость композиционных покрытий вусловиях сухого трения, абразивного, газоабразивного икоррозионного износов.В качестве наполнителей использовали сплавы W—C, Ti—Cr—C, Fe—B—C, Al—Cu—Fe, Al—Cu—Co, Al—Co—Ni, которыеимели кристаллическое, микрокристаллическое и квази-кристаллическое строение. Связками служили сплавы намедной основе следующих марок: МНМц 20-20, МНЖ5-1, Л62, Бр ОЦ 10-1 и др. Печную пропитку проводилипри температуре, на 50 К превышающей температуру плав-ления сплава-связки, в течение 30—40 мин.После пропитки в структуре композиционных материаловнаблюдаются гранулы наполнителей размерами 0,5—2,5 мм, равномерно распределенные в матрице на основемеди. Их содержание составляет 60—65 % объема наплав-ленного слоя. На границах раздела между наполнителеми матрицей образуются зоны контактного взаимодействиярастворно-диффузионного типа. Их ширина в зависимо-сти от структуры фаз наполнителя уменьшается в следую-щей последовательности: кристаллическая→микрокрис-таллическая→квазикристаллическая структура. Это по-зволяет управлять процессами структурообразования исвойствами композиционных материалов путем варьиро-вания содержания фаз различной стабильности в составенаполнителя.Использование сплавов-наполнителей W—C, Ti—Cr—C иFe—B—C, имеющих кристаллическое строение (vохл = 10—100 К/с), обеспечивает повышенную стойкость компози-ционных материалов на их основе в условиях абразивногоизноса. Микрокристаллическое строение гранул наполни-телей того же состава (vохл = 103—104 К/с) позволяетповысить газоабразивную износостойкость. Это достига-ется, в том числе, за счет образования в структуре микро-кристаллических сплавов Fe—B—C метастабильных фаз.Сплавы-наполнители на основе алюминия, содержащие вструктуре не менее 85 % квазикристаллической D-фазы(vохл = 10 К/с), обеспечивают высокие антифрикционныеи антикоррозионные характеристики композиционныхматериалов. Разработанные составы наплавочных компо-зиционных материалов могут быть эффективно использо-ваны для восстановления и упрочнения деталей металлур-гии, машиностроения, энергетики, автомобильного и же-лезнодорожного транспорта.

НОВІ ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ІНДУКЦІЙНОГОНАПЛАВЛЕННЯ ТОНКИХ ФАСОННИХ ДИСКІВ.О.М. Шаблій, Ч.В. Пулька, В.Я. Гаврилюк, В.С. Сенчи-шин, В.Я. Груша (Тернопільський нац. техн. ун-тім. І. Пулюя, Тернопіль, Україна). Процес індукційногонаплавлення широко використовується для зміцнення ро-бочих органів деталей машин, які застосовуються в різнихгалузях народного господарства, в тому числі і в сільсь-когосподарському виробництві. До них відносяться дискилущильників, ножі-гичкорізи, леміші плугів, лапи культи-ваторів та ін., які працюють в умовах абразивного зношу-вання і значних статичних та динамічних навантажень.Для забезпечення різальних властивостей в процесі екс-

COMPOSITE MATERIALS FOR FURNACE METHODOF SURFACING. E.V. Sukhovaya (O. Gonchar Dnepro-petrovsk National University, Dnepropetrovsk, Ukraine).Application of composite materials in the form of protectivecoatings on quick-worn parts of equipment allows extendinggreatly the period of their service. Requirements to metallicbinder and hard-alloy filler of composite materials dependon concrete conditions of parts service. Therefore, in thepreset work the effect of structure of alloys-fillers on resis-tance of composite coatings under conditions of dry friction,abrasive, gas-abrasive and corrosion wear was studied.As fillers, the alloys W—C, Ti—Cr—C, Fe—B—C, Al—Cu—Fe,Al—Cu—Co, Al—Co—Ni, which had crystalline, microcrystal-line and quasi-crystalline structure, were used. As binders,the alloys on copper base of the following grades were used:MNMts 20-20, MNZh 5-1, L62, Br OTs 10-1, etc. Furnaceimpregnation was made at temperature, exceeding by 50 Kthe temperature of melting of alloy-binder, during 30—40 min.After impregnation the granules of fillers of 0.5—2.5 mmsizes, uniformly distributed in matrix on copper base, areobserved in the structure of composite materials. Their con-tent is 60—65 % of volume of deposited layer. At the interfacebetween the filler and matrix the zones of contact interactionof solution-diffusion type are formed. Their width is decre-ased in the following sequence depending on the structureof filler phases: crystalline→microcrystalline→quasi-crystal-line. This allows control of processes of structure formationand properties of composite materials by varying the contentof phases of different stability in the filler composition.The application of alloys-fillers W—C, Ti—Cr—C and Fe—B—C, having the crystalline structure (vcool = 10—100 K/s),provides the increased resistance of composite materials ontheir base under conditions of abrasive wear. Microcrystal-line structure of granules of fillers of the same composition(vcool = 103—104 K/s) allows increasing the gas-abrasivewear resistance. This is attained also due to formation ofmetastable phases in the structure of microcrystalline Fe—B—C alloys. Alloys-fillers on aluminium base, containing notless than 85 % of quasi-crystalline D-phase in structure(vcool = 10 K/s), guarantee high anti-friction and anti-cor-rosion characteristics of composite materials. The developedcompositions of surfacing composite materials can be appliedeffectively for restoration and strengthening of parts of me-tallurgy, machine building, power engineering, automobileand railway transport.

NEW TECHNOLOGICAL PROCESSES OF INDUCTI-ON SURFACING OF THIN SHAPED DISCS. O.M. Shab-liy, Ch.V. Pulka, V.Ya. Gavrilyuk, V.S. Senchishin, V.Ya.Grusha (I. Pulyuj Ternopol National Technical University,Ternopol, Ukraine). The process of induction surfacing iswidely used for strengthening of working parts of machinecomponents, which are applied in different branches of na-tional economy, including also in agricultural manufactu-ring. They include discs of hulling mills, topper cutters,plough shares, cultivator teeth, etc., which are operatingunder conditions of abrasive wear and high static and dyna-mic loads. To provide the in-service cutting properties theyshould undergone a self-sharpening. A special difficulty is


185

плуатації вони повинні піддаватись самозагострюванню.Особливу складність являє собою наплавлення тонких фа-сонних дисків зубчатої форми з шириною наплавленнябільшою за висоту зуба.Даний процес постійно вдосконалюється в напрямку під-вищення продуктивності, зносостійкості, а також стабіль-ності товщини шару наплавленого металу; оптимізації ре-жимів нагрівання з метою економії електроенергії, конст-руктивних параметрів індукторів та нагрівальних системдля наплавлення дисків довільних діаметрів і розмірівзони наплавлення, виходячи з потреб технології з ураху-ванням екранування електромагнітних і теплових полів;проводиться математичне моделювання процесів наплав-лення для визначення залишкових напружень, деформа-цій і переміщень деталей, а також автоматизації і механіза-ції процесів наплавлення.Авторами розроблені нові технологічні процеси індукцій-ного наплавлення, які дозволяють підвищити зносостій-кість в 1,5 рази з урахуванням додаткових технологічнихоперацій – горизонтальна і вертикальна вібрація під часнаплавлення з одночасним екрануванням теплових таелектромагнітних полів, а також обертання деталі в про-цесі наплавлення з необхідною швидкістю. При цьому ста-більність товщини шару наплавленого металу підвищуєть-ся з 84 до 90 %, а додаткова економія електроенергії до-сягає 10 % на один виріб.Для проведення досліджень були використані фасоннідиски із сталі Ст 3 діаметром 210 мм, товщиною основногоі наплавленого металу відповідно 3 і 0,8—1,5 мм, а такожпорошкоподібний твердий сплав ПГ-С1 та високочастот-ний генератор ВЧИ-63/0,44.

encountered in surfacing of thin shaped discs of a gear shapewith a width of surfacing being larger than a tooth height.This process is continuously improved to increase the effici-ency, wear resistance and also the stability of thickness forthe deposited metal layer, optimization of conditions of he-ating to save the electric energy, design parameters of in-ductors and heating systems for surfacing of discs of optionaldiameters and sizes of surfacing zone, coming from the needsof technology with account for screening the electromagneticand heat fields. The mathematical modeling of processes ofsurfacing is carried out for determination of residual stresses,strains and displacement of parts, as well as automation andmechanization of the surfacing processes.The authors developed the new technological processes ofinduction surfacing, which will make it possible to increasethe wear resistance by 1.5 times with account for auxiliarytechnological operations, such as horizontal and vertical vi-bration during surfacing with simultaneous screening of heatand electromagnetic fields, as well as rotation of part in theprocess of surfacing at a required speed. Here, the stabilityof thickness of deposited metal layer is increased from 84 %up to 90 %, and the additional saving of electric energyreaches 10 % per one product. For investigations the shapeddiscs of steel St.3 of 210 mm diameter and 3 and 0.8—1.5 mmthickness of base and deposited metal, respectively, and alsopowder-like hard alloy PG-S1 and high-frequency generatorVChI-63/0.44 were used.


186

СПЕЦИАЛЬНАЯ

ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ

SPECIAL ELECTROMETALLURGY

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВА-НИЯ ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ.С.В. Анахов1, Ю.А. Пыкин2, А.В. Матушкин3 (1РГППУ,Екатеринбург, Россия; 2ООО «НПО Полигон», Екате-ринбург, Россия; 3Уральский федеральн. ун-т, Екате-ринбург, Россия). Задача проектирования плазмотронови технологий их применения должна решаться с учетомцелого ряда принципов. В первую очередь это принципфункциональности, означающий ориентацию на показа-тели производительности, надежности и качества. Кромеэтого, следует опираться на принципы системности и опти-мальности, требующие рассмотрения функциональныххарактеристик плазмотронов вместе с работой соответст-вующих технологических подсистем, учета социально-эко-номических и экологических последствий, а также опти-мизации по критериям эффективности, стоимости и без-опасности. Плазмотрон, являющийся основным элемен-том любой электроплазменной технологии (ЭПТ), имеет,с одной стороны, возможность высокотемпературного икинетического воздействия плазменной дуги (струи) наматериалы в процессах экологических производств, нотребует, по той же причине, соблюдения норм безопас-ности по широкому спектру сопутствующих вредных иопасных факторов. В первом случае ЭПТ выступают вкачестве инструмента обеспечения экологической безопас-ности, занимая важное место в широком ряду высокотем-пературных технологий переработки отходов. Второй ас-пект комплексного изучения отношения ЭПТ и проблемыбезопасности – это рассмотрение в процессе проектиро-вания таких технологий плазмотрона в качестве фактора,существенно влияющего на безопасность труда.В соответствии с рассмотренными принципами были раз-работаны дуговые плазмотроны и технологии их примене-ния для утилизации жидко- и твердофазных (нефтесодер-жащих и органических) отходов, а также для обезврежи-вания дисперсных отходов алюминиевых производств.Для утилизации металлолома и разделки металла былисконструированы плазмотроны с профилированными га-зовоздушными трактами, что обеспечило снижение шумо-вой нагрузки в рабочей зоне на 8—12 дБ. Спроектирован«узкоструйный» плазмотрон, обеспечивающий при отно-сительно невысокой потребляемой мощности высокуюскорость и качество реза, а также снижающий риск элек-трического поражения и эффект воздействия на рабочийперсонал шумовых, электромагнитных и ряда другихвредных факторов.

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕ-НИЯ СЛИТКОВ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА.С.В. Ахонин, В.А. Березос, В.Д. Корнийчук, А.Н. Пику-лин, А.Ю. Северин (Ин-т электросварки им. Е.О. Пато-на НАН Украины, Киев, Украина). В ИЭС им. Е.О. Па-тона НАНУ разработана технология элкетронно-лучевойплавки (ЭЛП) сплавов на основе титана ПТЗВ, ПТ7М,ВТ6, ВТЗ-1, ВТ8, ВТ9, ВТ20, ВТ22, ВТ25У, которыеимеют более высокую технологическую пластичность, чеманалогичные сплавы, полученные традиционными мето-дами плавки.Комплекс теоретических и экспериментальных исследова-ний процесса ЭЛП слитков диаметром 200—500 мм позво-лил разработать технологию получения высококачествен-ных крупногабаритных слитков сплавов титана диаметромдо 1100 мм.Проведены комплексные исследовательские работы по из-готовлению полуфабрикатов в виде прутков и труб изслитков титана и сплавов на его основе, полученных ме-тодом ЭЛП. Выполненные исследования показали, что

ENVIRONMENTAL PRINCIPLES OF DESIGNING OFELECTROPLASMA EQUIPMENT. S.V. Anakhov1, Yu.A.Pykin2, A.V. Matushkin3 (1RSPPU, Yekaterinburg, Rus-sia; 2«RPO Poligon» Ldt., Yekaterinburg, Russia; 3UralFederal University, Yekaterinburg, Russia). Problem ofdesigning of plasmatrons and technologies of their applica-tion should be solved considering series of principles. Firstof all, this is a functionality principle representing orienta-tion to indices of efficiency, safety and quality. Besides, abasis are to be made on system and optimality principlesrequiring studying of functional characteristics of the plas-matrons together with operation of corresponding technolo-gical subsystems, accounting of socio-economic and environ-mental consequences as well as optimizing on efficiency, costand safety criteria. Plasmatron being the basic element ofany electroplasma technology (EPT), has, from one side,capability of high-temperature and kinetic influence of plas-ma arc (jet) on materials in processes of environmental pro-ductions, but, at the same reason, requires compliance tosafety norms in wide spectrum of accompanying hazard anddangerous factors. In the first case, EPT stands as a tool forproviding of environmental safety, taking an important placein a wide range of high-temperature technologies of wasteprocessing. The second aspect of complex study of relationof EPT and safety problem is a consideration during desig-ning of such plasmatron technologies as a factor having sig-nificant influence on industrial safety.According to considered principles, arc plasmatrons and tech-nologies of their application for recycling of liquid- and solidphase (oil-containing and organic) wastes as well as for ne-utralization of dispersed wastes of aluminum productionswere developed. Plasmatrons with shaped gas-air flow ductswere designed for recycling of metal scrap and metal cuttingthat resulted in 8—12 dB reduction of noise load in workingzone. «Narrow-jet» plasmatron providing high speed andquality cutting at relatively small power consumtion as wellas reducing the risk of electric injury and effect of noise,electromagnetic and series of other hazardous factors on staffwas designed.

ELECTRON-BEAM TECHNOLOGIES OF OBTAININGOF INGOTS OF TITANIUM-BASED ALLOYS. S.V.Akhonin, V.A. Berezos, V.D. Korniychuk, A.N. Pikulin,A.Yu. Severin (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). E.O. Paton Electric Welding In-stitute of the NASU developed a technology of electron-beammelting (EBM) of titanium-based alloys PTZV, PT7M, VT6,VTZ-1, VT8, VT9, VT 20, VT22, VT25U which have highertechnological ductility than similar alloys obtained by tra-ditional melting methods.Complex of theoretical and experimental investigations ofprocess of EBM of 200—500 mm diameter ingots alloweddeveloping a technology for obtaining of big ingots of tita-nium alloys up to 1100 mm diameter.Comprehensive research works were carried out on manufac-ture of half-finished products in form of bars and pipes fromtitanium ingots and titanium-based alloys obtained by EBMmethod. Performed investigations showed that properties ofhalf-finished products manufactured from ingots melted ondeveloped EBM technology meet all industrial requirements

СПЕЦИАЛЬНАЯ SPECIALЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ ELECTROMETALLURGY

189

свойства полуфабрикатов, изготовленных из слитков, вы-плавленных по разработанной технологии ЭЛП, отвечаютвсем требованиям, предъявляемым промышленностью ккачеству титановых сплавов. При этом полуфабрикатыизотропны по механическим свойствам. Впервые в миро-вой практике из крупногабаритного слитка диаметром840 мм титанового сплава ВТ3-1, выплавленного методомЭЛП с промежуточной емкостью, была получена поковкадиаметром 1950×160 мм для крупногабаритного диска га-зотурбинной установки.Технологические процессы ЭЛП, разработанные в ИЭСим. Е.О. Патона, позволяют получать высококачествен-ные слитки титана и его сплавов с однородной бездефек-тной структурой, а также, за счет использования болеедешевого исходного сырья и увеличения сквозного выходагодного металла, снизить себестоимость титановых полу-фабрикатов, а следовательно, повысить конкурентоспо-собность и расширить области применения титана в раз-личных отраслях промышленности.

ЛЕГИРОВАНИЕ АЗОТОМ КРИСТАЛЛОВ КРЕМ-НИЯ В ПРОЦЕССЕ ИХ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕТОДОМЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ БЕСТИГЕЛЬНОЙ ЗОН-НОЙ ПЛАВКИ. Е.А. Аснис1, Н.В. Пискун1, И.И. Стат-кевич1, П.И. Баранский2, В.М. Бабич2 (1Ин-т электро-сварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина;2Ин-т физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева,Киев, Украина). Для изготовления полупроводниковыхприборов, которые применяются в микроэлектронике, не-обходим кремний с высоким совершенством структуры.Легирование кремния азотом приводит к его упрочнению,повышению твердости, снижению генерации дислокацийи уменьшению скорости их движения. Упрочняющее дей-ствие азота связано с распадом пересыщенного твердогораствора и образованием мелкодисперсных выделенийпри температуре ниже 800 °С. Эти выделения являютсяэффективными стопорами для движения дислокаций.Кроме того, введение азота способствует выделению кис-лорода и его дезактивации в объеме кристалла, что такжеположительно влияет на улучшение электрофизическихсвойств кремния. Помимо этого происходит значительноеповышение его твердости. Это облегчает механическуюобработку (резку, шлифовку и полировку) пластин присоздании сверхбольших интегральных схем, а также уп-рощает изготовление миниатюрных транзисторов, диодови других деталей радиоэлектроники.Упрочнение кремния азотом позволит также значительноснизить толщину кремниевых пластин для фотоэлектри-ческих преобразователей при их вырезке.Нами разработан гибридный процесс электронно-лучевойбестигельной зонной плавки монокристаллов кремния содновременным легированием их азотом в процессеплавки.Твердость кремния, легированного примесью азота, повы-силась на 26 % по сравнению с основным материалом (сHV 9160 МПа до HV 11590 МПа), а удельное электросо-противление выплавленного монокристалла увеличилосьв среднем более, чем в 8 раз (с 4 Ом⋅см исходного мате-риала до 35 Ом⋅см при плавке с азотом).

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ БЕСТИГЕЛЬНАЯ ЗОН-НАЯ ПЛАВКА КРЕМНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕП-ЛОЗАЩИТНОГО ЭКРАНА. Е.А. Аснис1, Н.В. Пискун1,И.И. Статкевич1, П.И. Баранский2, В.М. Бабич2 (1Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина; 2Ин-т физики полупроводников им. В.Е. Лаш-карева, Киев, Украина). Электронно-лучевой нагрев при

to quality of titanium alloys. At that, the half-finished pro-ducts are isotropic on mechanical properties. 1950×160 mmdiameter forging for large-dimension disk of gas-turbine unitwas made for the first time in world practice from big 840 mmdiameter ingot of VT3-1 titanium alloy melted by EBMmethods with intermediate reservoir.Technological processes of EBM, developed at the E.O.Paton Electric Welding Institute, allow obtaining high-qu-ality ingots of titanium and its alloys with homogeneousdefect-free structure as well as reducing prime cost of tita-nium half-products, and, therefore, increasing competitive-ness and expanding areas of titanium application in differentbranches of industry due to application of cheaper raw ma-terial and increasing through metal yield.

NITROGEN ALLOYING OF SILICON CRYSTALS INPROCESS OF THEIR GROWING BY ELECTRONBEAM CRUCIBLELESS ZONE MELTING METHOD.E.A. Asnis1, N.V. Piskun1, I.I. Statkevich1, P.I. Barans-kii2, V.M. Babich2 (1The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine; 2V.E. Lashkaryov Insti-tute for Semiconductor Physics, Kiev, Ukraine). Siliconwith high structure perfection is necessary for manufactureof semiconductor devices which are used in microelectronics.Nitrogen alloying of silicon results in its strengthening, in-creasing of hardness, reduction of dislocation generation anddecreasing of speed of their movement. Strengthening effectof nitrogen is related with decay of oversaturated solid so-lution and formation of fine-dispersed precipitations at tem-perature below 800 °C. These precipitations are effectivestoppers of dislocation movement. Besides, introduction ofnitrogen promotes emission of oxygen and its deactivationin crystal volume that also has positive effect on improvementof electro-physical properties of silicon. Apart from this,significant increase of its hardness takes place. This facilitatesmechanical treatment (cutting, polishing and grinding) ofplates in development of large integrated circuits as well assimplifies manufacture of mini transistors, diodes and otherdetails of radio-electronics.Nitrogen strengthening of silicon also allows significantlyreducing thickness of silicon plates for photoelectric conver-ters during their cutting.We developed a hybrid process of electron beam cruciblelesszone melting of silicon single-crystals with their simultaneo-us alloying by nitrogen in process of melting.Hardness of silicon, alloyed by nitrogen additive, increasedby 26 % in comparison with base material (fromHV 9160 MPa up to 11590 MPa) and specific electric resis-tance of melted single-crystal increased on average more than8 time (from 4 Om⋅cm of initial material up to 35 Om⋅cmin melting with nitrogen).

ELECTRON BEAM CRUCIBLELESS ZONE MELTINGOF SILICON USING HEAT SHIELD. E.A. Asnis1, N.V.Piskun1, I.I. Statkevich1, P.I. Baranskii2, V.M. Babich2

(1The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine; 2V.E. Lashkaryov Institute for SemiconductorPhysics, Kiev, Ukraine). Electron beam heating in crucib-leless zone melting is characterized by non-uniform heat dis-


190

бестигельной зонной плавке характеризуется неравномер-ным распределением тепла в образце. Для получения бо-лее равномерного распределения температуры по сечениюи вдоль образца, а также обеспечения аксиальной симмет-рии теплового поля вокруг слитка при плавке был разра-ботан, изготовлен и испытан специальный теплозащитныйэкран.Было показано, что при плавке в теплозащитном экранетемпературный градиент вдоль выплавляемого слитка зна-чительно уменьшается по сравнению с плавкой без экрана.При этом слиток более равномерно нагревается также ипо толщине. Сравнение циклограмм процесса плавки мо-нокристалла кремния без экрана и с экраном показало,что значение анодного тока в течение плавки в установив-шемся режиме изменяется (при наличии экрана) меньше,чем при плавке без экрана, что способствует созданиюболее равномерного температурного поля в поперечном ипродольном направлении образца.Исследование структуры, напряженного состояния и элек-трофизических характеристик выплавленных слитков по-казало, что при электронно-лучевой плавке в теплозащит-ном экране обеспечивается хорошее формирование и мо-нокристалличность; формируется фронт кристаллизации,близкий к плоскому; почти на порядок снижается плот-ность дислокаций и в 4 раза уменьшается напряженно-де-формированное состояние по сравнению со слитками, по-лученными без экрана.Изучение удельного электросопротивления слитка, полу-ченного с применением теплозащитного экрана, показало,что ρ возрастает в 1,25 раза – до 75 Ом⋅см по сравнениюс материалом, переплавляемым без экрана, удельное элек-тросопротивление которого составляет 60 Ом⋅см, при этомразброс значений не превышает 1,5 %.Таким образом, проведенные эксперименты показали, чтоприменение экранирования при бестигельной зоннойплавке положительно влияет на снижение плотности ди-слокаций и уровня напряженного состояния выращенногокристалла, а указанные изменения повышают удельноеэлектросопротивление.

ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫЙ ОБОГРЕВ И ПОДПИТКИПРИБЫЛИ КРУПНЫХ СЛИТКОВ МАССОЙ 200—400 т. Ф.К. Биктагиров1, Н.В.Рейда1, В.А. Шаповалов1,В.М. Ефимов2, А.А. Селютин2, В.Г. Падалка2 (1Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина; 2ПАО «Энергомашспецсталь», Краматорск,Украина). Для увеличения выхода годного и повышениякачества крупных, массой сотни тонн, стальных слитковпредложено техническое решение и создан проект уста-новки электрошлакового нагрева и подпитки прибыли.Отличительной особенностью установки является то, чтовсе ее узлы и механизмы монтируются на одной перенос-ной платформе, на которой размещаются источники пита-ния, бункер для шлакообразующих и легирующих компо-нентов и электрошлаковый нагреватель. Нагревательпредставляет собой теплоизолированную изнутри крышкус устройствами крепления и перемещения трех подклю-ченных к источникам питания графитированных электро-дов и подачи переплавляемой заготовки для подпитки.Такое исполнение установки обеспечивает ее мобильностьи возможность размещения в том месте, где ее целесооб-разно использовать. На рабочей позиции установка под-ключается к цеховому источнику энергопитания напря-жением 380 В, местным системам подачи и отвода воды,газоотвода и аргонопроводу. По мере формирования слит-ка осуществляется по заданному режиму электрошлако-вый подогрев зеркала металла в прибыли и подпитка

tribution in specimen. Special heat shield was developed,manufactured and tested for obtaining of more uniform dis-tribution of temperature on section and along specimen aswell as providing of axial symmetry of heat field around theingot during melting.It was shown that temperature gradient along ingot beingmelted is significantly reduced during melting in heat shieldin comparison with melting without shield. At that, moreuniform heating of ingot on thickness also takes place. Com-parison of sequence diagram of process of silicon single-crys-tal melting without shield and with shield showed that valueof anode current in a course of melting in steady-state modechanges less (in shield presence) than in melting withoutshield that promotes development of more uniform tempe-rature field in transverse and longitudinal directions of thespecimen.Study of structure, stressed state and electro-physical char-acteristics of melted ingots showed that electron beam mel-ting in heat shield provides good formation and signle-crys-talline character; formation of solidification front close toflat; reduction of density of dislocation almost by order and4 time decrease of stress-strain state in comparison withingots obtained without shield.Analysis of specific electric resistance of the ingot manufac-tured using heat shield showed 1.25 time increase of up to75 Om⋅cm in comparison with material melted without shieldthe specific electric resistance of which makes 60 Om⋅cm atthat spread in values does not exceed 1.5 %. Thus, preformedexperiments showed that application of shielding in crucib-leless zone melting have positive effect on reduction of dis-location density and level of stressed state of grown crystal,and indicated changes increase specific electric resistance.

ELECTROSLAG HEATING AND HOT TOPPING OFDISCARD OF LARGE INGOTS OF 200—400 t MASS.F.K. Biktagirov1, N.V. Reyda1, V.A. Shapovalov1, V.M.Efimov2, A.A. Selyutin2, V.G. Padalka2 (1The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine; 2PJSC«Energomashspetsstal», Kramatorsk, Ukraine). Technicalsolution was proposed for increase of metal yield and rise ofquality of large, hundred tones mass, steel ingots and projectof unit was developed for electroslag heating and discardhot topping. The peculiarity of unit is that all its assemblyunits and mechanisms are mounted on one portable platformon which power source, hopper for slagforming and alloyingcomponents, and electroslag heater are installed. The heateris a cover heat-insulated from the inside with mechanismsof fastening and movement of three connected to power so-urces graphitized electrodes and feeding of remelted ingotfor hot topping. Such arrangement of unit provides its mo-bility and possibility of positioning in a place of reasonableapplication. The unit in a working place is connected to shoppower source of 380 V, local systems of water delivery andremoval, gas outlet and argon line. Electroslag heating ofmetal heel in the discard and hot topping of ingot by billetremelted in slag, alloying and modifying of steel if necessary,are performed in set mode in the course of ingot formation.Mass of discard can be reduced up to 10 or even 5 % of ingotmass due to electroslag heating in combination with hottopping of discard by metallic billet being melted in over-


191

слитка переплавляемой в шлаке заготовкой, при необхо-димости легирование и модифицирование стали.За счет электрошлакового обогрева в сочетании с подпит-кой прибыли плавящейся в перегретом шлаке металличес-кой заготовкой или подаваемым из бункера кусковымприсадочным материалом (стружка, обрезь, дробь и т. д.)масса прибыли может быть снижена до 10 и даже 5 %массы слитка. Например, для слитка массой 400 т эконо-мия металла составляет не менее 60—70 т. Получение год-ного слитка, имеющего на десятки тонн массу меньше посравнению с обычным слитком, позволяет уменьшить ко-личество выплавляемого металла, снизить нагрузку накрановое оборудование, уменьшить затраты на термооб-работку и ковку.Установка может использоваться не только для обогреваприбыли, но для нагрева металла в ковше, а также пере-работки металлосодержащих отходов.

ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ ПЛАВКА НЕКОМПАКТНЫХОТХОДОВ МЕДНЫХ И АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛА-ВОВ. Ф.К. Биктагиров, В.А. Шаповалов, А.В. Гнату-шенко, А.П. Игнатов (Ин-т электросварки им. Е.О. Па-тона НАН Украины, Киев, Украина). Для переработкинекомпактных металлических отходов медных и алюми-ниевых сплавов (стружка, высечка, обрезь и т.п.), обра-зующихся при механической обработке полуфабрикатови заготовок, разработана и реализована эффективная тех-нология электрошлаковой плавки с нерасходуемым элек-тродом. Определены технологические схемы и режимыпереработки различных групп сплавов. Плавка шихты втолще шлака определенного состава без контакта с окру-жающей атмосферой позволяет существенно снизить поте-ри на угар и обеспечивает сохранность в металле легирую-щих элементов, в том числе высокоактивных, таких какмагний в алюминиевых сплавах, хром, марганец и крем-ний в медных. Рафинирование металла от неметалличес-ких примесей и газов, его раскисление и долегирование,в том числе из шлака, позволяет получать из отходов вы-сококачественные заготовки цветных металлов требуемогосостава, в том числе бронз КН1-3, БрХ, алюминиевыхсплавов АЛ25, Д16 и др.Разработка может применяться на машиностроительныхи металлургических предприятиях для переработки отхо-дов медных и алюминиевых сплавов, а также других цвет-ных металлов. Кроме того, возможно перерабатывать шла-кометаллические отходы с полным отделением металли-ческой составляющей от неметаллической и дополнитель-ным восстановлением оксидов металлов из шлаковой сос-тавляющей шихты.

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫХ ПРО-ЦЕССОВ. А.Ф. Власов (Донбасская гос. машиностр.акад., Краматорск, Украина). Одной из главных задач,стоящих перед разработчиками сварочных материалов,является изыскание новых видов сырья для их изготов-ления и путей интенсификации сварочных и металлурги-ческих процессов. Одним из направлений решения даннойзадачи является использование эффекта экзотермическихреакций путем введения в состав сварочных материаловэкзотермических металлофлюсовых смесей, проводящихэлектрический ток в твердом состоянии и представляющихсобой механическую смесь окалины, алюминиевого по-рошка, легирующих элементов в виде ферросплавов илипорошков и рабочего флюса (АНФ-6 или др.)Существующие электрошлаковые процессы (ЭШС,ЭШП, ЭШЛ, электрошлаковое кокильное литье) осуще-ствляются на твердом или жидком старте.

heated slag or lump filler material (chips, clippings, shotetc.) being fed from hopper. For example, saving of metalmakes not less than 60—70 t for ingot of 400 t mass. Obtainingof yield ingot having dozen of tones less mass in comparisonwith standard ingot, allows reducing amount of metal beingmelted, decreasing load on carnage, cutting expenses on heattreatment and forging.The unit can be used not only for discard heating, but forheating of metal in ladle as well as recycling of metal-con-taining wastes.

ELECTROSLAG MELTING OF NONCOMPACT WAS-TE OF COPPER AND ALUMINUM ALLOYS. F.K. Bik-tagirov, V.A. Shapovalov, A.V. Gnatushenko, I.P. Ignatov(The E.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev,Ukraine). Efficient technology of electroslag melting withnonconsumable electrodes was developed and realized forrecycling of noncompact metallic wastes of copper and alu-minum alloys (chips, cutting, clippings etc.) generated inmechanical treatment of half-finished products and billets.Specifications and modes of recycling of different groups ofalloys were determined. Melting of charge in thickness ofslag of specified composition without contact with ambientatmosphere allows significantly reducing burn-out loss andprovide good preservation of alloying elements in metal,including high-active ones such as magnesium in aluminumalloys, chromium, manganese and silicon in copper ones.Refining of metal from non-metallic additives and gases, itsdeoxidation and additional alloying, including from slag,allow obtaining high-quality billets of nonferrous metals ofnecessary composition, including bronzes KN1-3, BrKh, alu-minum alloys AL25, D16 and etc. from wastes.The development can be used on machine building and me-tallurgical enterprises for recycling of waste of copper andaluminum alloys as well as other nonferrous metals. Besides,it is possible to recycle slag-metallic wastes with completeseparation of metallic constituent from non-metallic and ad-ditional deoxidation of metal oxides from slag constituentof charge.

INTENSIFICATION OF ELECTROSLAG PROCESSES.A.F. Vlasov (Donbass State Engineering Academy, Kra-matorsk, Ukraine). One of the main tasks for developers ofwelding consumables is finding of new types of raw for theirmanufacture and ways of intensification of welding and me-tallurgical processes. One of the directions for given tasksolving is application of effect of exothermal reactions bymeans of entering of exothermic metal-flux mixtures con-ducting electric current in solid state and representing itselfmechanical mixture of dross, aluminum powder and alloyingelements in form of ferroalloys or powder and working flux(ANF-6 or etc.) in composition of welding consumables.Existing electroslag processes (ESW, ESR, ESC, electroslagchill casting) are carried out with solid or liquid start.Electroslag remelting (casting) of large billets is carried outusing only liquid start. Labor-intensiveness of melting ofbillet considering time of flux fusion in arc furnaces is sig-


192

Электрошлаковый переплав (литье) крупных заготовокосуществляется только с использованием жидкого старта.Трудоемкость выплавки заготовки с учетом времени рас-плавления флюса в дуговых печах значительно выше посравнению с твердым стартом.Электрошлаковые процессы с использованием экзотерми-ческого легированного флюса (А. с. 1533346 СССР, Де-клараційний патент 36618А Україна) на твердом стартепозволяют получать по сравнению с существующими спо-собами увеличение выхода годного металла до 3 %; сниже-ние расхода рабочего флюса до 20 %; экономию на рас-плавлении 1 кг стандартного флюса 1,2—1,4 кВт⋅ч; сокра-щение времени стартового периода процесса ЭШП до25 %.Проведенные исследования позволили также разработатьспособы электрошлакового переплава в футерованномтигле (А. с. 1445217, А. с. 1704473 СССР) с использова-нием экзотермического легированного флюса, позволяю-щие повысить производительность процесса в 1,4 раза,стойкость тигля в 2 раза.Свойства литых электрошлаковых сталей марок 5ХНМ,9ХФ, 9Х2МФ и 60Х2СМФ, выплавленных по бифиляр-ной схеме с использованием твердого старта и экзотерми-ческого легированного флюса, соответствуют свойствамкованого металла открытой выплавки.

ОЦЕНКА ВЕЛИЧИНЫ И ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГ-НИТНЫХ СИЛ НА ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ВАННЫ УС-ТАНОВКИ КОВШ-ПЕЧЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.В.П. Пиптюк1, И.В. Крикент2, С.Е. Самохвалов2, И.Н.Логозинский3, В.А. Поляков1, С.В. Греков1 (1Ин-т чер-ной металлургии НАН Украины, Днепропетровск, Ук-раина; 2Днепродзержинский гос. техн. ун-т, Днепродзер-жинск, Украина; 3ПАО «Днепроспецсталь», Запорожье,Украина). Ежегодный рост вводимых в эксплуатацию ус-тановок ковш-печь (УКП) на металлургических и маши-ностроительных предприятиях Украины и стран СНГ,использование переменного тока в качестве основногоэнергоносителя такого оборудования и увеличение объе-мов производства стали с обработкой на УКП, с однойстороны, и отсутствие знаний о влиянии электромагнит-ных сил (ЭМС) на характер перемешивания расплава вковше в условиях повышения цен на электроэнергию, сдругой, обусловливают актуальность, научную и приклад-ную значимость исследований оценки влияния ЭМС, учеткоторых может способствовать повышению эффективно-сти применяемых способов ковшевой обработки стали.В результате совместной работы ИЧМ НАНУ и ДГТУ сиспользованием расчетного метода и численного модели-рования оценена величина ЭМС и характер их распреде-ления в металлической ванне емкостью 60 т в период на-грева расплава электродугой на УКП фирмы «Danieli» вусловиях ДСС. Определена степень влияния ЭМС на гид-родинамику и массоперенос расплава. Установлены пре-делы изменения параметров перемешивания расплава подвоздействием ЭМС при номинальной мощности нагрева7,7 МВт и разной интенсивности продувки ванны арго-ном, величина которых не привышает 1/3 уровня соот-ветствующих показателей для аналогичной УКП постоян-ного тока. Ввиду отсутствия существенных признаков воз-действия ЭМС на условия перемешивания расплава в дан-ном случае показана возможность их исключения из числарассматриваемых.

nificantly higher in comparison with solid start. Electroslagprocesses using exothermal alloyed flux (A. s. No. 1533346USSR, declaration patent 36618A Ukraine) with solid startallow obtaining increase of metal yield up to 3 % ; reductionof consumption of working flux up to 20 %; 1.2-1.4 kW⋅hsaving for melting of 1 kg of standard flux; decrease of timeof start period of ESR process up to 25 % in comparison withexisting methods.Performed investigations allowed also developing the me-thods of electroslag remelting in lined crucible (A.s.1445217, A.s. 1704473 USSR) using exothermal alloyed fluxpermitting 1.4 time increase of process efficiency and 2 timecrucible resistance.Properties of cast electroslag alloys of 5KhNM, 9KhF,9Kh2MF and 60Kh2SMF grades, melted on bifilar schemewith application of solid start and exothermal alloyed fluxcorrespond to properties of forge metal of open melting.

ESTIMATION OF VALUE AND EFFECT OF ELECTRO-MAGNETIC FORCES ON POOL STIRRING OF LADLEFURNACE UNIT OF ALTERNATING CURRENT. V.P.Piptyuk1, I.V. Krikent2, S.E. Samokhvalov2, I.N. Logo-zinskiy3, V.A. Polyakov1, S.V. Grekov1 (1Z.I. NekrasovIron and Steel Institute of the NAS of Ukraine, Dnepro-petrovsk, Ukraine; 2Dneprodzerzhinsk State Technical Uni-versity, Dneprodzerzhinsk, Ukraine; 3PSC «Dnepros-petsstal», Zaporozhe, Ukraine). Annual growth of imple-mented ladle furnace units (LFU) at metallurgy and mac-hine-building enterprises of Ukraine and CIS countries, ap-plication of alternating current as a main energy carrier ofsuch equipment and increase of volumes of production ofsteel with processing in LFU, from one side, and absence ofknowledge about effect of electromagnetic forces (EMF) oncharacter of liquid melt stirring in the ladle under conditionsof growth of electricity price, from other side, cause rele-vance, scientific and practical value of investigations on es-timation of effect of EMF, consideration of which can pro-mote increase of efficiency of applied methods of ladle steelprocessing. As a result of joint work of Z.I. Nekrasov Ironand Steel Institute and Dneprodzerzhinsk State TechnicalUniversity the value of EMF and character of their distri-butions in metal pool of 60 t volume in a period of heatingof liquid melt by electric arc were estimated using calculationmethod and numerical modelling in LFU of Danieli companyon the basis of «Dneprospetsstal». Effect of EMF on hyd-rodynamics and mass transfer of melt was determined. Ran-ges of change of melt stirring parameters under effect ofEMF at rated heating capacity 7.7 MW and different inten-sity of pool blowing by argon, value of which does not exceed1/3 of level of corresponding indices for similar LFU ofconstant current were determined. As no significant indicesof effect of EMF on melt stirring conditions are present thepossibility of their removal from consideration is proposedin given case.


193

ТРАНСФОРМАЦИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮ-ЧЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕ-РЕПЛАВА И ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО НАПЛАВЛЕ-НИЯ ЖИДКИМ МЕТАЛЛОМ ВЫСОКОЛЕГИРО-ВАННОЙ СТАЛИ AISI ТИПА 316 (10Х17Н14М2). А.А.Полишко, В.Я. Саенко, С.Н. Степанюк, А.Ю. Туник,И.Н. Клочков (Ин-т электросварки им. Е.О. ПатонаНАН Украины, Киев, Украина). Целью настоящей рабо-ты является исследование трансформации неметалличес-ких включений (НВ) из исходного металла (электрода,жидкого металла) в процессе получения готового слитка,сравнение химического состава, морфологии и характерараспределения НВ при электрошлаковом переплаве рас-ходуемого электрода (ЭШП) и электрошлаковом наплав-лении жидким металлом (ЭШН ЖМ), а также оценкавлияния термических циклов ЭШП и ЭШН ЖМ на НВс применением современных методик и международныхстандартов. В качестве расходуемого электрода ЭШП ис-пользовали пакет прутков сортового проката из высоко-легированной стали AISI типа 316 (10Х17Н14М2). Иссле-дование трансформации НВ при ЭШП проводили накапле жидкого метала, которая сформировалась на торцерасходуемого электрода и застыла («заморженная» кап-ля) в шлаке. Для получения жидкого металла при ЭШНЖМ использовали тигель-ковш ЭШП. Исследованиетрансформации НВ при ЭШН ЖМ проводили на пробахтипа «чашечка» – металлический гарнисаж, который об-разовался после зачерпывания и заливки холодным ков-шиком ∅75 мм порции жидкого металла высоколегирован-ной стали AISI типа 316 в токоподводящий кристалли-затор. Исследования проводили на литом металле слитковсразу после выплавки без какой-либо термической обра-ботки. Слитки были выплавлены способом ЭШН ЖМдиаметром 180 мм и ЭШП диаметром 350 мм. ОценивалиНВ согласно методу А международного стандарта ASTME45. Кроме того, определили уровень физико-механичес-ких свойств металла слитков, поскольку НВ оказываютсущественное влияние на уровень служебных свойств эк-сплуатируемых изделий, а также на химическую и струк-турную однородность литого металла. Установлена связьмежду НВ и характером разрушения на фрактограммахповерхностей разрушений образцов после статической идинамической нагрузки.При ЭШП и ЭШН ЖМ слитков диаметром 350 и 180 мм,соответственно, из высоколегированной стали AISI типа316 имеет место трансформация НВ как в зоне предплав-ления и «замороженной» капли расходуемого электродапри ЭШП, так и в жидком металле, зафиксированномпробой типа «чашечка», при его накоплении в тигле-ковшеперед заливкой при ЭШН ЖМ. Показано, что в литомэлектрошлаковом металле слитков из высоколегирован-ной стали AISI типа 316, полученных с применением спо-собов ЭШП и ЭШН ЖМ, включения дисперсны и рав-номерно распределены в поперечном сечении слитков.Размер НВ достигает до 6 мкм в слитке ЭШП и до 3 мкмв слитке ЭШН ЖМ. При этом установлено, что НВ вслитках ЭШП и ЭШН ЖМ идентичны по своему химичес-кому составу. В результате фрактографических исследо-ваний на всех исследуемых образцах установлен вязкийхарактер разрушений, что свидетельствует о высоком ка-честве литого металла слитков ЭШП и ЭШН ЖМ из вы-соколегированной стали AISI типа 316.

TRANSFORMATION OF NON-METALLIC INCLUSI-ONS IN THE PROCESS OF ELECTROSLAG REMEL-TING AND ELECTROSLAG SURFACING WITH LIQ-UID METAL OF HIGH-ALLOY STEEL OF AISI OFTYPE 316 (10Kh17N14M2). A.A. Polishko, V.Ya. Saenko,S.N. Stepanyuk, A.Yu. Tunik, I.N. Klochkov (The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine).The aim of this paper is to study the transformation of non-metallic inclusions (NI) from the initial metal (electrode,liquid metal) in the process of producing a ready ingot,comparison of chemical composition, morphology and natureof distribution of NI in Electroslag Consumable ElectrodeRemelting (ESR) and Electroslag Surfacing with LiquidMetal (ESS LM process), as well as the evaluation of effectof thermal cycles of ESR and ESS LM on NI by using modernmethods and international standards. As a ESR consumableelectrode a package of section rolled rods of high-alloy steelAISI of type 316 (10Kh17N14M2) was used. Study of tran-sformation of NI in ESR was carried out on liquid metaldrop, which was formed on the end of consumable electrodeand frozen in slag. To produce the liquid metal for ESS LMESR the crucible-ladle was applied. Study of transformationof NI in ESS LM was carried out on samples of «cup» type,i.e. a metal skull, which was formed after scooping andpouring of a portion of the liquid metal of high-alloy steelAISI of type 316 into the current-carrying mould using thecold scoop of 75 mm diameter. Studies were carried out onthe cast metal of ingots immediately after melting withoutany heat treatment. Ingots of 180 mm and 350 mm diameterwere melted by the ESS LM and by ESR respectively. NIwere evaluated according to Method A of the Internationalstandard ASTM E45. Moreover, the level of physico-mecha-nical properties of ingots metal was determined, because NIhave a significant impact on service properties of in-serviceproducts, as well as on chemical and structural homogeneityof the cast metal. The relations between NI and nature offracture on fractogramms of fracture surface of specimensafter the static and dynamic loads were established.In ESR and ESS LM of ingots of 350 mm and 180 mmdiameter, respectively, from high-alloy steel AISI of type316 the transformation of NI takes place both in the zone ofpremelting and «frozen» drop of consumable electrode inESR and also in liquid metal, observed using sample of «cup»type, at its accumulation in crucible-ladle before pouring inESS LM. It is shown that in the cast electroslag metal ofingots from high-alloy steel AISI of type 316, produced usingthe methods ESR and ESS LM, the inclusions are dispersedand uniformly distributed in the cross section of ingots. Sizeof NI reaches 6 μm in the ESR ingot and up to 3 μm in theESS LM ingot. It was found that inclusions in ESR and ESSLM ingots are identical in their chemical composition. As aresult of fractographic studies on all the samples the toughnature of fracture, which indicates the high quality of castmetal ESR and ESS LM ingots of high-alloy steel AISI oftype 316, was found.


194

МАГНИТОУПРАВЛЯЕМАЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯПЛАВКА НИКЕЛИДА ТИТАНА. И.В. Протоковилов,Д.А. Петров, А.Т. Назарчук, Л.М. Бабич (Ин-т элект-росварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украи-на). Сплавы на основе никелида титана, характеризую-щиеся эффектом памяти формы, это современные преци-зионные функциональные материалы, которые находятвсе более широкое применение в медицине, приборостро-ении, электротехнике, авиакосмической промышленностии др. При производстве таких сплавов остро стоит пробле-ма обеспечения строго заданного состава металла, с высо-кой химической и структурной однородностью.В ИЭС им. Е.О. Патона разработана технология магнито-управляемой электрошлаковой плавки (МЭП) сплавов наоснове никелида титана. Технология предусматривает пе-реплав расходуемого электрода, сформированного из ис-ходных шихтовых компонентов (губчатого титана и гра-нулированного никеля), в камерной электрошлаковойпечи, в атмосфере инертного газа. Использование в про-цессе плавки электромагнитного воздействия на металлур-гическую ванну обеспечивает интенсивное перемешиваниежидкого металла и позволяет получать слитки никелидатитана с высокой химической и структурной однород-ностью. Отсутствие угара легирующих компонентов обе-спечивает получение сплавов со строго заданным химичес-ким составом.Методом МЭП получали слитки состава 50Ti—50Ni (ат. %)диаметром 60—100 мм. Слитки отличаются качественнымформированием боковой поверхности, плотной макрост-руктурой, без трещин, пор, включений и прочих дефектов.Химический состав металла соответствует заданному пришихтовании электродов. Отклонение содержания компо-нентов сплава в объеме слитка не превышает 0,2—0,3 %.Отработаны режимы деформации литого металла. Мето-дами прокатки и волочения получены полуфабрикаты ввиде пластин толщиной 0,8—16 мм и проволоки диаметром0,2—1,2 мм.Исследовано влияние термомеханической обработки ме-талла на изменение его химического состава и температурыфазовых превращений. Получены зависимости, позволя-ющие корректировать химический состав литого металлас целью достижения требуемых характеристик восстанов-ления формы у полуфабрикатов и готовых изделий.

ПЛАЗМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В МЕТАЛЛУРГИИ ИТЕХНОЛОГИИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ.Ю.В. Цветков, А.В. Николаев, А.В. Самохин (Ин-т ме-таллургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН,Москва, Россия). В результате систематических исследо-ваний термодинамики, кинетики и механизма восстанов-ления оксидных систем создана теория процессов восста-новления металлов в различных агрегатных состояниях,в том числе при воздействии потоков термической плазмы.Разработана методология исследования плазменных про-цессов, основанная на высокотемпературном термодина-мическом анализе, математическом моделировании и экс-периментальных кинетических исследованиях на спе-циально разработанной аппаратуре.Для струйно-плазменных процессов выявлена определя-ющая роль процессов тепломассообмена для распределен-ного в плазменном потоке диспергированного обрабаты-ваемого вещества и его перехода в газовую фазу.Впервые в мировой практике реализованы промышленныепроцессы плазменно-водородного восстановления окси-дов тугоплавких металлов и плазменной восстановитель-ной плавки оксидов группы железа. Процессы отличаютсяэнерго- и ресурсосбережением, получением продуктов с

MAGNETICALLY CONTROLLED ELECTROSLAGMELTING OF TITANIUM NICKELIDE. I.V. Protokovi-lov, D.A. Petrov, A.T. Nazarchuk, L.M. Babich (The E.O.Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine).Titanium nickelide based alloys, having shape memory effect,are current precision functional materials finding more andmore application in medicine, instrument-making, electricalengineering, air-space industry and etc. Problems of provi-ding of strictly specified metal composition with high che-mical and structural homogeneity is set in production suchalloys.E.O. Paton Electric Welding Institute developed a techno-logy of magnetically controlled electroslag melting (MEM)of titanium nickelide based alloys. The technology providesfor remelting of consumed electrode, formed from initialcharge components (spongy titanium and granulated nickel)in a chamber electroslag furnace in inert gas atmosphere.Application of electromagnetic effect on metal pool providesintensive stirring of liquid metal and allows obtaining ofingots of titanium nickelide with high chemical and struc-tural homogeneity. Absence of loss of alloying componentensures obtaining of alloys with strictly specified chemicalcomposition.Ingots of 50Ti—50Ni (at.%) and 60—100 mm diameter wereobtained by MEM method. The ingots are distinguished byformation of quality side surface, dense macrostructure wi-thout pores, cracks, inclusions and other defects. Chemicalcomposition of metal corresponds to specified in electrodelaminating. Deviation of content of alloy components iningot volume does not exceed 0.2—0.3 %.Modes of deformation of cast metal were trained. Half-fi-nished products in a form of plates of 0.8—16 mm thicknessand wire of 0.2—1.2 mm diameter were produced by rollingand drawing methods.Influence of thermo-mechanical treatment of metal on changeof its chemical composition and temperature of phase tran-sformation was investigated. Dependences were obtained al-lowing correcting chemical composition of cast metal withthe purpose of achievement of required characteristics ofrecovery of shape in half-finished and finished products.

PLASMA PROCESSES IN METALLURGY AND TECH-NOLOGY OF INORGANIC MATERIALS. Yu.V. Tsvet-kov, A.V. Nikolaev, A.V. Samokhin (Baykov Institute ofMetallurgy and Materials Science of the RAS, Moscow,Russia). Theory of processes of metal reduction in differentaggregative states, including under effect of thermal plasmaflows, was developed as a result of systematic investigationsof thermal dynamics, kinetics and mechanism of reductionof oxide systems.Procedure of investigation of plasma processes was developedbased on high-temperature thermodynamic analysis, mathe-matical modelling and experimental kinetic investigationsusing specially developed equipment.Determining role of processes of heat mass exchange in jet-plasma processes was detected for distributed in plasma flowdispersed processed substance and its transfer in gas state.Industrial processes of plasma-hydrogen reduction of oxidesof refractory metals and plasma reducing fusion of oxides ofiron group were realized for the first time in the world prac-tice. The processes are charicterized by energy and resourcesaving, obtaining of products with special service propertiesand environment compatibility.


195

особыми эксплуатационными свойствами и совместимо-стью с окружающей средой.Для ультрадисперсных продуктов плазменного восстанов-ления оксидов вольфрама продемонстрирован ряд практи-ческих применений, основанных на особенностях ультра-дисперсного состояния – снижение температуры и энер-гоемкости компактирования, интенсификация процессовспекания и сварки, получение на их основе твердых спла-вов повышенной твердости и износостойкости.Исследован ряд плазмохимических процессов получениянанодисперсных порошков металлов и соединений (окси-дов, нитридов, карбидов, карбонитридов). Установленытермодинамические и кинетические закономерности и уп-равляющие параметры, обеспечивающие получение по-рошков заданного химического и дисперсного состава.Разработаны методы управления средним размером час-тиц получаемых порошков при изменении энтальпии плаз-менной струи, расхода сырья, конструктивных особеннос-тей реактора, а также при использовании газовой закалкипродуктов плазмохимического взаимодействия.Развивается концепция энерготехнологии будущего, осно-ванной на создании по модульному принципу экологичес-ки чистого энерготехнологического комплекса, объеди-няющего на базе плазменной техники производство энер-гии и химико-металлургическое производство металлов,сплавов и соединений из природного и техногенного сы-рья. При этом прогнозируется значительное снижениеэнергозатрат по сравнению с традиционными и альтерна-тивными способами.

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗ-ВОДСТВА СПЛАВОВ С АМОРФНОЙ И МИКРОК-РИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ. В.А. Шапова-лов, И.В. Шейко, Ю.А. Никитенко (Ин-т электросвар-ки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина).Быстрозакаленные материалы, ввиду их специфическойструктуры, значительно превосходят по своим характе-ристикам (физико-механическим, электрофизическим,магнитным и пр.) обычный литой или деформированныйметалл. Кроме того, благодаря сверхбыстрой закалке ме-таллов и сплавов из жидкого состояния можно фиксиро-вать в твердом продукте состав, соответствующий жидко-му состоянию, и, таким образом, получать сплавы из ком-понентов, образующих растворы только в жидком состоя-нии. При этом в металлическом продукте происходит фор-мирование специфической структуры – от аморфной домелкокристаллической (в зависимости от скорости охлаж-дения).В ИЭС им. Е.О. Патона разработаны технологии и обору-дование для получения аморфных и нанокристаллическихматериалов с использованием индукционного и плазмен-ного источников нагрева.Процесс индукционной плавки в секционном кристаллиза-торе (ИПСК) совмещен со сверхбыстрой кристаллизациейметалла путем диспергирования полученного расплава.Совмещение ИПСК и сверхбыстрой закалки расплава поз-воляет исключить контакт металлического расплава с ог-неупорным материалом тигля и тем самым решить вопросполучения быстрозакаленных металлических материалов(чешуек) из высокореакционных металлов и сплавов.Процесс диспергирования осуществляется, как правило,в атмосфере инертного газа.В основу технологической схемы с плазменным источни-ком нагрева заложен принцип плазменно-дуговой гарни-сажной плавки металла в медном водоохлаждаемом тиглес последующим спиннингованием расплава и его охлаж-дением на поверхности барабана-холодильника. В резуль-

Series of practical applications based on peculiarities of su-perdispersed state, i.e. reduction of temperature and energyintensity of compacting, intensification of processes of sin-tering and welding, obtaining on their basis of solid alloysof increased hardness and wear-resistance were demonstratedfor superdispersed products of plasma reduction of tungstenoxides.Number of plasma-chemical processes of obtaining of nano-dispersed powders of metals and compounds (oxides, nitri-des, carbides, carbonitrides) was investigated. Thermodyna-mic and kinetics laws and control parameters providing ob-taining of powders of defined chemical and dispersed statewere determined. Methods of control of average size of par-ticles of obtained powders in changing of enthalpy of plasmajet, raw material consumption, structural peculiarities ofreactor as well as using gas hardening of products of plasmachemical interaction were developed.Concept of energy technology of future is developing basedon creation by modulus principle of environmentally approp-riate energy technological complex joining power productionand chemical-metallurgical production of metals , alloys andjoints from natural and technogenic raw stock in terms ofplasma technique. At that, significant reduction of powerinputs in comparisons with traditional and alternative met-hods is predicted.

TECHNOLOGY AND EQUIPMENT FOR MANUFAC-TURE OF ALLOYS WITH LIQUID-LIKE AND MIC-ROCRYSTALLINE STRUCTURE. V.A. Shapovalov, I.V.Sheyko, Yu.A. Nikitenko (The E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). Fast-quenched ma-terials, due to their specific structure, significantly exceedsimple cast and deformed metal on their characteristics (phy-sico-mechanical, electrophysical, magnetic and etc.). Besi-des, a composition, correspondent to liquid state, can beregistered, due to ultrafast-quenching of metals and alloysfrom liquid state, and, thus, alloys from components formingthe solutions only in liquid state can be obtained. At that,formation of specific structure, i.e. from liquid state to fine-grained (depending on cooling rate) takes place at that inmetallic product.The E.O. Paton Electric Welding Institute developed tech-nologies and equipment for obtaining of liquid-state andnanocrystalline materials using induction and plasma powersources.Process of induction melting in sectional crystallizer (IMSC)is combined with ultra-fast solidification of metal by meansof dispersion of obtained alloy. Joining of IMSC with ultra-fast quenching of melt allows eliminating contact of metalmelt with refractory material of crucible and, thus, solvingthe problem of obtaining of fast-quenched metallic material(scales) from high-reactivity metals and alloys. Process ofdispersion is carried out, as a rule, in inert gas atmosphere.Principle of plasma-arc skull melting of metal in copperwater-cooled crucible with further flow turning of melt andits cooling on surface of drum-cooler makes the basis oftechnological scheme with plasma heat source. As a result,obtaining of fast-quenched materials in from of strips andscales is possible.Developed technologies allow performing refinement of meltas a result of holding, overheating, intensive mixing, appli-cation of discharged atmosphere, using of active gases and


196

тате возможно получение быстрозакаленных материаловв виде лент и чешуек.Разработанные технологии позволяют осуществлять ра-финирование расплава в результате выдержки, перегрева,интенсивного перемешивания, использования разряжен-ной атмосферы, применения активных газов и шлаков.Достигается высокая однородность состава, а скоростькристаллизации расплава составляет 105—107 °/с.

СУПЕРБОЛЬШИЕ ПРОФИЛИРОВАННЫЕ МОНО-КРИСТАЛЛЫ ВОЛЬФРАМА И МОЛИБДЕНА(ПЛАЗМЕННО-ИНДУКЦИОННЫЙ МЕТОД). В.А.Шаповалов, В.В. Якуша, А.Н. Гниздыло (Ин-т элект-росварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украи-на). Научный и практический интерес к монокристалламвольфрама и молибдена как к конструкционным материа-лам, которые могут работать в особых условиях, остаетсяактуальным на протяжении многих лет. Возникают зада-чи, решение которых с применением небольших монокрис-таллов практически невозможно. Это мишени диаметромне менее 60 мм для напыления, аноды мощных рентге-новских трубок, зеркала промышленных лазеров, тиглидля выращивания крупных монокристаллов оксидов идругих химических соединений, а также широкоформат-ный монокристаллический прокат.Высокие температуры плавления тугоплавких металловобусловливают технологическую сложность создания тре-буемого температурного поля в теле монокристалла в про-цессе выращивания. Поэтому выращивание крупных мо-нокристаллов является большой научной и техническойпроблемой.В Институте электросварки им. Е.О. Патона НАН Украи-ны эта проблема успешно решена. Создано новое обору-дование и технологии плазменно-индукционного выращи-вания крупных профилированных монокристаллов тугоп-лавких металлов. Производятся плоские ориентирован-ные монокристаллы вольфрама и молибдена размерами20×160×170 мм.Рентгеноструктурные и металлографические исследова-ния показывают, что выращенные плоские слитки вольф-рама и молибдена являются сплошными монокристалли-ческими телами и имеют вытянутую в направлении ростаячеистую структуру. Максимальный угол дезориентациифрагментов структуры не превышает 5°, максимальныйугол поворота кристаллографических плоскостей не более3°. Таким образом, нами впервые решена проблема выра-щивания больших ориентированных монокристаллов во-льфрама и молибдена с достаточно совершенной структу-рой. Выращенные крупные профилированные монокрис-таллы в виде пластин позволяют решить многие научныеи технические проблемы.

slags. High homogeneity of composition is achieved and rateof solidification of melt makes 105—107 °/s .

SUPER LARGE PROFILED SINGLE-CRYSTALS OFTUNGSTEN AND MOLYBDENUM (PLASMA-INDUC-TION METHOD). V.A. Shapovalov, V.V. Yakusha, A.N.Gnizdylo (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). Scientific and practical interest tosingle-crystals of tungsten and molybdenum as to structuralmaterials which can operate under special conditions remainsrelevant in a course of many years. There are tasks solvingof which using small single-crystals is virtually impossible.These are targets for spraying of not less than 60 mm dia-meter, anodes of powerful X-ray tubes, mirrors of industriallasers, crucibles for growing of large single-crystals of oxidesand other chemical combinations as well as large single-crys-tal rolled metal.High temperatures of melting of refractory metals providefor technological difficulty of development of necessary tem-perature field in single-crystal body in the process of growth.Therefore, growing of coarse single-crystals is large scientificand technical problem.This problem is successfully solved at the E.O. Paton ElectricWelding Institute of the NAS of Ukraine. New equipmentand technology were developed for plasma-induction grow-ing of coarse profiled single-crystals of refractory metals.Flat-shaped oriented single-crystals of tungsten and molyb-denum of 20×160×170 mm size are manufactured. X-ray struc-ture and metallographic investigations showed that grownflat-shaped ingots of tungsten and molybdenum are solidsingle-crystal bodies and have extended cellular structure ingrowth direction. Maximum angle of disorientation of struc-ture fragments does not exceed 5° and maximum angle ofrotation of crystallographic planes makes not more than 3°.Thus, the problem of growing of coarse oriented single-crys-tals of tungsten and molybdenum with sufficiently perfectstructure is solved for the first time. Grown coarse profiledsingle-crystals in form of plates allow solving many scientificand technical problems.


197

ПРОБЛЕМЫ СВАРКИ

В МЕДИЦИНЕ.

ЭКОЛОГИЯ, АТТЕСТАЦИЯ

И СТАНДАРТИЗАЦИЯ СВАРОЧНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

PROBLEMS OF WELDING

IN MEDICINE.

ECOLOGY, CERTIFICATION

AND STANDARDIZATION

OF WELDING MANUFACTURING

ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВЫПОЛНЕ-НИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛУГ ПРИ МОНТАЖЕ И ДИ-АГНОСТИКЕ В ЭНЕРГЕТИКЕ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕ-ЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУК-ЦИЙ (ОБЗОР). Ю.К. Бондаренко, Ю.В. Логинова,К.О. Артюх (Ин-т электросварки им. Е.О. ПатонаНАН Украины, Киев, Украина). Один из эффективныхпутей решения проблемы – внедрение системы управ-ления качеством продукции по стандарту ISO 9001—2008.Разработка стратегии конкуренции в значительной мересвязана с определением того, какими должны быть целии политика качества, необходимая для их достижения.Исследования показали, что персональные ценности орга-низации – это мотивационные установки, требования ру-ководителей и других сотрудников, которые должны внед-рять выбранную стратегию и систему управления качест-вом (ДСТУ ISO 9001, ДСТУ ISO 3834). Сильные и слабыеместа в соединении с ценностными ориентирами системыуправления качеством определяют (для фирмы) внутрен-ние границы стратегии конкуренции, которые она можетуспешно взять на вооружение при выполнении техничес-ких услуг в области НК и ТД, а также сварки конструкций(при ремонте и монтаже). Анализ указывает на то, что этинормы обеспечивают систему управления производствомкритериями опенки средств достижения установленного ка-чества фирмами и организациями, выполняющими свароч-но-монтажные, ремонтные работы (услуги), НК и ТД.Принципы координации сварочных работ могут устана-вливаться изготовителем, по контракту или стандартом напродукцию при изготовлении или сборке ответственныхконструкций и «Руководством по качеству» (ISO 9001—2008) предприятия (фирмы).Отмечено три подхода к определению конкуренции. Пер-вый определяет конкуренцию как состязательность нарынке технических услуг. Второй рассматривает конку-ренцию как элемент рыночного механизма, который по-зволяет уравновесить спрос и предложение. Третий под-ход определяет конкуренцию как критерий, по которомуопределяют тип отраслевого рынка.Нельзя рассчитывать на стабильное обеспечение качестватехнических услуг без внедрения системы менеджментакачества и обучения руководителей высшего звена мирово-му опыту совершенствования.

ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНАЯ ТЕХ-НОЛОГИЯ В ГИНЕКОЛОГИЧЕСКОМ ОТДЕЛЕНИИЦЕНТРАЛЬНОГО КЛИНИЧЕСКОГО ГОСПИТАЛЯСБ УКРАИНЫ. Е.Н. Кудлай, Д.Ю. Якимов, Н.А. Шка-бой (Центральный госпиталь Военно-медицинского уп-равления СБ Украины, Киев, Украина). Широкое приме-нение ВЧ-электросварочная технология нашла при выпол-нении лапароскопических вмешательств при бесплодиитрубно-перитонеального, эндокринного генеза, внематоч-ной беременности, пиосальпинксах, кистомах яичников,а также при выполнении экстирпации матки, надвлага-лищной ампутации матки. Для этой цели применяли ВЧ-электросварочный коагулятор ЭКВЗ-300 с автоматичес-кой системой управления.Целью исследования было упростить технику выполненияопераций, сократить среднее время, потраченное на опе-рацию, сократить кровопотерю, исключить инфильтраты,которые образуются при легировании сохраненных кол-латералей.Было проведено 149 операционных вмешательств в гине-кологическом отделении, а именно гистерэктомия с дву-сторонней тубовариоктомией – 59, надвлагалищная ам-путация матки с придатками – 34, лапароскопические

PROBLEMS OF INCREASE OF QUALITY OF TECH-NICAL SERVICES DURING ASSEMBLY AND DIAG-NOSTICS IN POWER ENGINEERING WITH THE PUR-POSE OF PROVIDING OF SAFETY OF WELDEDSTRUCTURES (REVIEW). Yu.K. Bondarenko, Yu.V.Loginova, K.O. Artyukh (The E.O. Paton Electric WeldingInstitute, NASU, Kiev, Ukraine). One of the efficient waysof problem solving is implementation of product qualitymanagement system on standard ISO 9001—2008. Develop-ment of competition strategy is related to significant extentwith determination of what should be the aims and policyof quality necessary for their achievement. Investigationsshowed that the individual values of organization are moti-vation line sand requirements of managers and other staffwhich should implement chosen strategy and system of qu-ality management (DSTU ISO 9001, DSTU ISO 3834).Strong and weak places in combination with value marks ofquality management system determine (for company) inter-nal boundaries of competition strategy which it can succes-sfully use in performance of technical services in area of NDTand TD as well as in welding of structures (in repair andassembly). Analysis indicates that these norms provide asystem of production management with criteria for evalua-tion of means of achievement of specified quality of compa-nies and organizations carrying out welding-assembly works,repair works (services), NDT and TD.Principles of coordination of welding works can be set by ma-nufacturer on contract basis or by standard on production duringmanufacture or assembly of critical structures and by «Qualitymanual» (ISO 9001—2008) of enterprise (company).Three approaches to determination of competitiveness aremarked. The first one determines competition as competit-veness on market of technical services. The second one con-siders competition as an element of market mechanism whichallows demand and proposal balancing. The third approachdetermines competition as a criterion on which type of marketbranch is determined.It is impossible to expect stable of quality of technical ser-vices without implementation of quality management systemand teaching of world enhancement experience to top execu-tive managers.

HIGH-FREQUENCY ELECTRIC WELDING TECHNO-LOGY IN GYNECOLOGICAL WARD OF CENTRALCLINICAL HOSPITAL OF SS OF UKRAINE. E.N.Kud-laj, D.Yu. Yakimov, N.A. Shkaboj (Central Hospital ofMilitary-Medical Administration of Security Service ofUkraine, Kiev, Ukraine). HF-electric welding technologybecame widely accepted during performance of laparoscopicinterventions at infertility of tubo-peritoneal, endocrinal ge-nesis, extrauterine pregnancy, piosalpynxes, ovarian cysto-mas, as well as performance of uterectomy, and supravaginaluterectomy. HF-electric welding coagulator EKVZ-300 withautomatic control system was used for this purpose.The objective of investigations was simplification of surgicaltechnique, reducing average surgery time, and blood loss,elimination of infiltrates, which form at alloying of preservedcollaterals.149 surgical interventions were performed in the gynecolo-gical ward, namely hysterectomy with two-sided tubovari-ectomy – 59, supravaginal amputation of the uterus withappendages – 34, laparoscopic operations – 56, of them:uterine tube sterilization – 8; surgeries at extrauterine preg-nancy (salpingotomy, salpingectomy) – 14, operations on

МЕДИЦИНА, ЭКОЛОГИЯ, MEDICINE, ECOLOGY,АТТЕСТАЦИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ CERTIFICATION AND STANDARDIZATION

201

операции – 56, из них: стерилизация маточных труб –8, операции при внематочной беременности (сальпингото-мия, сальпингэктомия) – 14, операции на яичниках (ре-зекция яичника, цистэктомия, овариэктомия) – 21, уда-ление параовариальной кисты – 4, аднексэктомия – 9.Результаты проведенных исследований свидетельствуютоб уменьшении интраоперационной кровопотери при над-влагалищной ампутации матки – в 1,7 раза, при простойгистерэктомии – на 22 %, при радикальной гистерэкто-мии – на 19 %. Сокращалась продолжительность опера-тивного вмешательства при надвлагалищной ампутацииматки в 1,8 раза, простой гистерэктомии на 24 %, ради-кальной гистерэктомии – на 24 %.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРО-ЦЕССА КОНТАКТНОЙ СВАРКИ БИОЛОГИЧЕСКИХТКАНЕЙ КАК ОБЪЕКТА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕ-ГУЛИРОВАНИЯ. Ю.Н. Ланкин, Е.Н. Байштрук, Д.Д.Кункин, П.П. Осечков, И.Ю. Романова, В.Ф. Семикин,В.Г. Соловьев, Л.Ф. Суший (Ин-т электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украина). Раз-работка и совершенствование систем автоматического ре-гулирования процесса контактной сварки биологическихтканей была и остается актуальной. Необходимо исследо-вание процесса сварки как объекта автоматического регу-лирования. С целью получения экспериментальных дан-ных о процессе разработано специализированное обору-дование:• сварочный источник, обеспечивающий регулирование истабилизацию по выбору сварочного напряжения, токаили мощности, выделяемой в сварном соединении;• контроллер задания произвольной программы измене-ния выходных параметров сварочного источника;• машина для контактной сварки, обеспечивающая регули-рование усилия сжатия электродов и измерение переме-щения электродов вследствие изменения толщины тканейпри сварке;• информационно-измерительная система для регистрациии обработки контролируемых параметров сварки;• машина для испытания на прочность сварных соедине-ний биологических тканей.С помощью этого оборудования получены эксперимен-тальные данные о динамике изменения тока и напряжениясварки, импеданса и активного сопротивления, толщиныи температуры различных биологических тканей в про-цессе сварки при различных режимах и регулировании/стабилизации различных параметров сварки.Получены зависимости прочности сварных соединений отрежимов сварки.Исследовано влияние автоматического регулирования/стабилизации параметров процесса сварки на прочностныехарактеристики сварных соединений.

МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇБЕЗПЕКИ ОПЕРАТОРІВ МАШИН КОНТАКТНОГОТОЧКОВОГО ЗВАРЮВАННЯ. О.Г. Левченко, В.К.Левчук, О.М. Гончарова (Ін-т електрозварюванняім. Є.О. Патона НАН України, Київ, Україна). Дослід-ження, виконані в ІЕЗ ім. Е.О. Патона, показали, що прирізних способах контактного зварювання в залежності відфізичних особливостей та параметрів процесів, конструк-тивних особливостей і принципу дії джерел зварювальногоструму в робочій зоні можуть створюватися магнітні поля(МП) широкого частотного складу, які за певних умовможуть перевищувати гранично допустимі рівні (ГДР).Дані дослідження дали можливість встановити графічні

the ovaries (ovariotomy, cystectomy, ovariectomy) – 21,paroopharitic cyst excision – 4, adnexectomy – 9.Results of the conducted investigations are indicative of re-duction of postoperative blood loss at supravaginal amputa-tion of the uterus – 1.7 times; at simple hysterectomy - by22 %, at radical hysterectomy – by 19 %. Duration ofsurgical intervention at supravaginal amputation of the ute-rus was reduced 1.8 times, of simple hysterectomy – by24 %, and of radical hysterectomy – by 24 %.

EXPERIMENTAL STUDY OF THE PROCESS OF RE-SISTANCE WELDING OF BIOLOGICAL TISSUES ASAN OBJECT OF AUTOMATIC REGULATION. Yu.N.Lankin, E.N. Bajshtruk, D.D. Kunkin, P. Osechkov, I.Yu.Romanova, V.F. Semikin, V.G. Solovjev, L.F. Sushy (TheE.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Uk-raine). Development and improvement of systems of auto-matic regulation of the process of resistance welding of bi-ological tissues was and still remains to be urgent. It isnecessary to conduct investigation of the welding process asan object of automatic regulation. Specialized equipmentwas developed in order to obtain experimental data on theprocess, namely:• welding source providing regulation and stabilization byselection of welding voltage, current or power evolved inthe welded joint;• controller for setting an arbitrary program of variation ofoutput parameters of the welding source;• resistance welding machine, ensuring regulation of theelectrode compression force and measurement of electrodedisplacement as a result of the change of tissue thickness inwelding;• information measurement system for recording and proces-sing of controlled welding parameters;• machine for strength testing of welded joints of biologicaltissues.This equipment was used to derive experimental data on thedynamics of variation of welding current and voltage, im-pedance and reactance, thickness and temperature of variousbiological tissues during welding in different modes and re-gulation/stabilization of various welding parameters.Dependencies of welded joint strength on welding modeswere derived.Influence of automatic regulation/stabilization of weldingprocess parameters on strength properties of welded jointswas studied.

METHODS OF PROVIDING OF ELECTROMAGNETICSAFETY FOR OPERATORS OF RESISTANCE SPOTWELDING MACHINES. O.G. Levchenko, V.K. Levchuk,O.M. Goncharova (The E.O. Paton Electric Welding In-stitute, NASU, Kiev, Ukraine). Investigations performedat the E.O. Paton Electric Welding Institute showed thepossibility of appearance of wide frequency spectrum mag-netic fields (MF) in working zone which under certain con-ditions can exceed threshold allowable levels (TAL) in dif-ferent methods of resistance welding depending on physicalfeatures and parameters of the processes, structural peculi-arities and principle of operation of welding sources. Re-search data provide the possibility to determine the graphical


202

залежності узагальненого показника перевищення рівня(ППР) МП в робочій зоні від відстані та режимів контак-тного точкового зварювання типовою машиною МТ-2202з урахуванням спектрального складу МП.Встановлено, що будь-які зміни режиму контактного точ-кового зварювання, в порівнянні з режимом зварюванняоднією пачкою повнофазних імпульсів зварювальногоструму, призводять до збільшення ППР МП, який переви-щує ГДР на відстані до 0,8—1,0 м від електродів зварю-вальної машини. Найменш безпечним режимом зварюван-ня є режим, спектр МП якого містить найменшу кількістьосновних гармонічних складових, що визначають енерге-тичне навантаження МП, тобто режим зварювання однієюпачкою синусоїдальних повнофазних імпульсів зварю-вального струму якомога більшої тривалості та найменшоївеличини струму («м’який» режим). Отримано графічнізалежності напруженості МП з урахуванням його спект-рального складу від кута фазового регулювання зварю-вального струму, величини і часу імпульсу струму, а такожвідстані (перед машиною) до електродів машини зварю-вання. Показано, що зміни кута фазового регулюваннявід 0 до 90° збільшує енергетичне навантаження МП наробочому місці зварника приблизно в 2 рази, а подальшезбільшення кута від 90 до 120° – ще в 2 рази.Разом с тим показано, що для повного захисту зварниківвід МП (нижче ГДР) необхідно додатково застосовуватиекранування джерел випромінювань або працюючих. Дляцього було розроблено екрануючий фартух зварника ззахисним шаром з аморфних стрічок на основі CoFeCrSiB,з’єднаних полотняним переплетенням по дві стрічки вшарі, що забезпечує необхідну ефективність захисту звар-ника (Патент України № 50293 від 25.05.2010).

НОРМАЛІЗАЦІЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ ШКІДЛИВИХ РЕ-ЧОВИН НА РОБОЧИХ МІСЦЯХ РУЧНОГО ДУГО-ВОГО ЗВАРЮВАННЯ. О.Г. Левченко, А.О. Лук’яненко(Ін-т електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН Украї-ни, Київ, Україна). В ІЕЗ ім. Е. О. Патона виконанонауково-дослідну роботу щодо мінімізації концентраціїшкідливих речовин на робочих місцях ручного дуговогозварювання покритими електродами. В результаті цьогобуло розроблено заходи з нормалізації вмісту шкідливихречовин в повітрі робочої зони під час зварювання покри-тими електродами з рутил-целюлозним покриттям шляхомврахування встановлених залежностей концентраційшкідливих речовин в повітрі робочої зони від умов зва-рювання (відстані від зварювальної дуги, режимів зварю-вання) при використанні різних видів вентиляції.З використанням регресійно-кореляційного аналізу буловстановлено залежності концентрації зварювальних аеро-золів, марганцю, оксиду вуглецю та діоксиду азоту відвідстані до зварювальної дуги без застосування вентиля-ції, при застосуванні місцевої та загальнообмінної венти-ляції. Встановлено, що концентрація марганцю в зоні зва-рювальної дуги має обернено пропорційну залежність відпродуктивності місцевої вентиляції. Показано, що при за-стосуванні зварювальних електродів з рутиловим та ру-тил-целюлозним покриттям підвищення продуктивностімісцевої вентиляції з 1750 до 2500 м3/год зона ефектив-ного уловлювання шкідливих речовин збільшується з 0,30до 0,38 м.На основі отриманих даних було розроблено інформацій-но-розрахункову систему гігієнічних характеристик зва-рювальних електродів «Гігієна зварювання», що дозволяєвиконувати вибір зварювальних електродів з кращимигігієнічними характеристиками та рекомендації щодо ви-бору засобів захисту зварників.

dependences of overall index of exceeding of MF level (IEL)in working zone on distance and modes of resistance spotwelding using standard machine MT-2202 considering MFspectrum.It was determined that any changes of mode of resistancespot welding in comparison with welding mode by one full-phase pulse burst of welding current resulted in increase ofIEL of MF which exceeds TAL in up to 0.8—1.0 m distancefrom electrodes of welding machine. The least safe mode ofwelding is a mode MF spectrum of which contains the smal-lest number of basic harmonic constituents that determinepower loading of MF, i.e. mode of welding by one burst ofsinusoidal full-phase pulses of welding current of maximumduration and minimum value of current («soft mode»). Grap-hic dependences of MF intensity considering its spectrumcontent on angle of phase adjustment of welding current,value and time of current pulse as well as distance (beforemachine) to electrodes of welding machine were obtained.It is shown that change of angle of phase adjustment from0 up to 90° increases power loading of MF in welder’s workingplace approximately 2 time and further increase of angelfrom 90 up to 120° provides 2 time more rise.Moreover, it is shown that for complete protection of weldersfrom MF (below TAL) additional application of shieldingof irradiation sources or working persons is necessary.Welder’s shielding apron with protective layer from amor-phous CoFeCrSiB based strips, connected using linen weaveby two strips in layer, was developed for this purpose thatprovides necessary efficiency of welder’s protection. (Ukrai-nian Patent No. 50293 from 25.05.2010).

NORMALIZATION OF CONCENTRATION OF HAZAR-DOUS SUBSTANCES ON WORKING STATIONS FORMANUAL ARC WELDING. O.G. Levchenko, A.O. Luky-anenko (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). Scientific-and-research work on mi-nimizing of concentration of hazardous substances on wor-king stations for manual arc welding using coated electrodeswas carried out at the E.O. Paton Electric Welding Institute.As a result the measures on normalization of content of haz-ardous substances in air of working zone in welding by ru-tile-cellulose coated electrodes were developed by means ofconsideration of determined dependences of concentration ofhazardous substances in air of working zone on welding con-ditions (distance from welding arc, welding modes) usingdifferent types of ventilation. Dependences of concentrationof welding fumes, manganese, carbon oxide and nitrogendioxide on distance to welding arc without ventilation, withlocal and general ventilation were determined using regres-sion- correlation analysis. It was determined that manganeseconcentration in zone of welding arc has reciprocal depend-ence on efficiency of local ventilation. It was shown thatzone of effective trapping of hazardous substances increasesfrom 0.30 up to 0.38 m at rise of efficiency of local ventilationfrom 170 up to 2500 m3/h in application of welding elect-rodes with rutile and rutile-cellulose coating.Information-calculation system of hygienic characteristics ofwelding electrodes «Welding hygiene» was developed basedon obtained data that allow selecting welding electrodeswith better hygiene characteristics and providing recommen-dations on selection of means of welders’ protection. Formore effective protection of workers from welding fumesnew models of filter-ventilation devices of increased produc-tivity were additionally developed, except for mentioned


203

Для більш ефективного захисту працівників від зварю-вальних аерозолів, крім зазначених технологічних захо-дів, додатково було розроблено нові моделі фільтровенти-ляційних агрегатів підвищеної продуктивності дляробочих місць ручного дугового зварювання ТЕМП-1750,ТЕМП-2000 та ТЕМП-2500.

ЖУРНАЛ «АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА» НА СО-ВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ. В.Н. Липодаев, А.Т. Зельничен-ко (Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украи-ны, Киев, Украина). Международный научно-техничес-кий и производственный журнал «Автоматическая свар-ка» издается ежемесячно Институтом электросваркиим. Е.О. Патона НАН Украины с 1948 г.За прошедшие годы в журнале было опубликовано около8000 статей по широкому спектру проблем сварочногопроизводства. В нем впервые были освещены многие вы-дающиеся разработки в области сварки и родственныхтехнологий и прослежено их развитие. Авторами журналаявляются известные специалисты как из академической,так и производственной среды. Среди них инженеры, ве-дущие специалисты, аспиранты, кандидаты и докторанаук, академики из Украины, России, Беларуси, Герма-нии и других стран. Благодаря этому журнал «Автомати-ческая сварка» завоевал широкую читательскую ауди-торию.По ширине охвата и глубине освещения опубликованныхматериалов в журнале его часто называют сварочной эн-циклопедией. Он помог становлению не одного поколениясварщиков СССР и СНГ, для которых многие годыслужит настольным пособием. Журнал «Автоматическаясварка» популярен в среде ученых, преподавателей, руко-водителей и специалистов многих организаций ипредприятий различных отраслей промышленности.В последние годы журнал в соответствии с новыми при-оритетами в сварочном производстве и мировыми тенден-циями расширил спектр публикуемой информации, вклю-чающей сведения о разработках лазерных, плазменных игибридных технологий сварки и наплавки, роботизации иавтоматизации сварочных процессов, совершенствованиитехники и технологии контактной, электронно-лучевойсварки, процессов пайки; регулярно освещает достиженияв сварочной отрасли по следам авторитетных специализи-рованных выставок в Эссене, Киеве, Москве, С.-Петер-бурге; информирует о важнейших научно-техническихконференциях и семинарах в области сварки и родствен-ных технологий, проводимых в СНГ и дальнем зарубежье.По-прежнему главной задачей редколлегии журнала и егоМеждународного редакционного совета остается удовлет-ворение информационных потребностей читательскойаудитории, укрепление авторитета журнала путем предс-тавления его в известных международных наукометричес-ких, реферативних и информационных базах.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ВЧ ЭЛЕК-ТРОСВАРКИ В ОТОЛАРИНГОЛОГИИ ЦЕНТРАЛЬ-НОГО ГОСПИТАЛЯ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОГОУПРАВЛЕНИЯ СБ УКРАИНЫ. И.А. Лурин, А.И.Вильчинский, Л.М. Мельниченко, Д.Ю. Якимов, О.В.Охонько (Центральный госпиталь ВМУ СБУ, Киев, Ук-раина). Во время проведения хирургических вмеша-тельств на лимфо-глоточном кольце и в полости носа, атакже в раннем послеоперационном периоде одним из ос-новных осложнений является кровотечение, которое мо-жет удлинять время операции, требовать дополнительныхвмешательств или увеличивать сроки пребывания больно-го в условиях стационара.

technological measures, for working stations of manual arcwelding TEMP-1750, TEMP-2000 and TEMP-2500.

«AVTOMATICHESKAYA SVARKA» (AUTOMATICWELDING) AT CURRENT STAGE. V.N. Lipodaev, A.T.Zelnichenko (The E.O. Paton Electric Welding Institute,NASU, Kiev, Ukraine). International scientific-technicaland production journal «Avtomaticheskaya Svarka» is mon-thly published by the E.O. Paton Electric Welding Institutesince 1948.Around 8000 papers of wide spectrum on problems of weldingengineering were published in the journal in a course of pastyears. Number of outstanding developments in area of wel-ding and related technologies was for the first time mentionedin it and their development was traced. Authors of the journalare well-known specialists from scientific as well as industrialmedia. Among them are engineers, leading specialists, pro-fessors from Ukraine, Russia, Belarus, Germany and othercountries. Due to that «Avtomaticheskaya Svarka» journalgained wide readers’ auditory.It is often called a welding encyclopedia thanks to widenessand deepness of covered materials published in the journal.It helped the formation of many generations of welders ofUSSR and CIS for whom the journal was a manual for manyyears.«Avtomaticheskaya Svarka» journal is popular among thescientists, lecturers, executives and specialists of many or-ganizations and enterprises from different branches of indus-try.The Journal in recent years expended the spectrum of pub-lished information in accordance with new priorities in wel-ding engineering and world tendencies, including data ondevelopments of laser, plasma and hybrid welding and sur-facing technologies, robotization and automation of weldingprocesses, improvement of technique and technology of re-sistance, electron beam welding and brazing processes. Itcovers on regular basis the achievements in welding branchfollowing the information from authoritative specialized ex-hibitions in Essen, Kiev, Moscow, St. Petersburg and pro-vides information on the most important scientific-and-tec-hnical conferences and seminars in area of welding and re-lated technologies carried out in CIS countries and far ab-road.Still the main task of journal editorial board and Internati-onal editorial council is fulfillment of information demandsof readers’ auditory, consolidation of authority of the journalby means of its representation in known international scien-tometric, reference and information bases.

OUR EXPERIENCE OF APPLICATION AND PROS-PECTS OF HF ELECTRIC WELDING IN OTOLARYN-GOLOGY UNDER THE CONDITIONS OF CENTRALHOSPITAL OF MILITARY MEDICAL ADMINISTRATI-ON OF SECURITY SERVICE OF UKRAINE. I.A. Lurin,A.I. Vilchinsky, L.M. Melnichenko, D.Yu. Yakimov, O.V.Okhonko (Central Hospital of MMA SS of Ukraine, Kiev,Ukraine). During performance of surgeries on lymph-larynxring and in the nasal cavity, as well as in the early post-ope-rative period one of the main complications is haemorrhage,which can prolong the operation time, require additionalinterventions or extend the term of the patient’s stay in thein-patient department.


204

Совместно с НМАПО и НИИ электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины нами разработаны и успешно ап-робированы в условиях спецотделения госпиталя бипо-лярные электроинструменты к высокочастотному ЕК-300М1: пинцет для электросварки слизистой носовой пе-регородки, конхотом для свариания тканей в области мин-даликовой ниши, устройство для удаления синнехий вполости носа (патент на изобретение № 93621 «Электро-устройство для удаления синнехий носа», изобретатели:А.Л. Косаковский, И.А. Косаковская, Р.Г. Семенов, В.Р.Семенов, А.И. Вильчинский).За последний год в отделении прооперировано 38 пациен-тов в возрасте от 17 до 63 лет с хроническим тонзилитом,искривлением носовой перегородки, вазомоторным рини-том, синнехиями полости носа.Использование ВЧ биполярной сварки биологических тка-ней при операциях на ЛОР органах снижает кровопотерю,уменьшает длительность операции и пребывние больногона койке. Удаление синнехий полости носа проводилосьамбулаторно (быстро и бескровно), не требовало длитель-ной передней тампонады носа как при традиционной ме-тодике.В последнее время ведется работа по испытанию и внед-рению в практику новых методик бесконтактной термо-струйной обработки живых тканей, которая позволит зна-чительно расшириь сферу применения сварочных техно-логий и, в частности, эндоскопической щадящей ринохи-рургиии.

ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ ЗВАРЮВАННЯ М’ЯКИХТКАНИН ПРИ ЛАПАРОСКОПІЧНІЙ АПЕНДЕКТО-МІЇ. І.А. Лурін, О.В. Охонько, Г.Г. Макаров, І.А. Тіто-мір, О.І. Гладишенко (Центральний госпіталь ВМУСБУ, Київ, Україна). Гострий апендицит залишаєтьсянайбільш частим захворюванням органів черевної порож-нини, що потребує невідкладного оперативного втручан-ня. Сучасні лапароскопічні технології все ширше вті-люються в хірургічне лікування гострого апендициту. Од-нак, не дивлячись на незаперечні переваги, лапароскопіч-на апендектомія (ЛАЕ) має і суттєві недоліки. По-перше,труднощі при накладанні кисетного шва для зануреннякульті апендикса за умови недостатнього володіння хірур-гом інтракорпоральним швом; по-друге, всі маніпуляції зчервеподібним відростком відбуваються в черевній порож-нині, що призводить до її інфікування і зумовлює високийризик розвитку післяопераційних інфекційних усклад-нень. За період 2011—2012 років в хірургічній клініці ЦГВМУ СБУ було виконано 87 ЛАЕ. У 42 хворих викону-валась ЛАЕ з застосуванням біполярної коагуляції. У 45хворих ЛАЕ виконувалась за допомогою генератора авто-матичної зварки м’яких тканин «ПАТОНМЕД ЕКВЗ-300». За віком, статтю, супутньою патологією та харак-тером запалення червеподібного відростку обидві групибули репрезентативними. В обох групах нами виконува-лась ЛАЕ, методика якої дещо відрізнялась в залежностівід використання біполярного коагулятора чи генератораавтоматичної зварки тканин. При використанні біполярноїкоагуляції після обробки брижі на основу апендикса на-кладались дві петлі Редера, між якими відросток пересі-кався і видалявся з черевної порожнини. Культя відросткаоброблялась за допомогою електрокоагуляції. Середнятривалість операції склала 45±18 хв. При застосуванніелектрозварювання після зварювання та пересічення бри-жі апендикса на основу останнього накладалась одна петляРедера. Дистальніше накладеної петлі тканини відростказварювались і пересікались. Апендикс видалявся з черев-ної порожнини. Таким чином, не було потреби в накла-

In cooperation with NMAPE and E.O. Paton Electric Wel-ding Institute of the NAS of Ukraine, we developed andsuccessfully tried out under the conditions of the hospitalspecial ward bipolar electric instruments to be used togetherwith high-frequency EK-300M1: pincers for electric weldingof nasal septum mucus, conchotome for welding tissues inthe vicinity of tonsilla fossa, device for removal of synechiain the nasal cavity (Patent for Invention # 93621 «Electricdevice for removal of nasal synechia», inventors: A.L. Ko-sakovsky, I.A. Kosakovskaya, R.G. Semenov, V.R. Seme-nov, A.I. Vilchinsky).During the last year, 38 patients aged between 17 and 63with chronic tonsillitis, nasal septum deviation, vasomotorrhinitis, and synechias of nasal cavity have been operatedon in our department.Application of HF bipolar welding of biological tissues atoperations on ENT organs lowers the blood loss, and reducesthe patient’s hospital stay. Removal of nasal cavity synechiaswas conducted on outpatient basis (quickly and withoutblood loss), and did not require prolonged anterial nasalpacking as with the traditional procedure.Work on testing and putting into practice new proceduresof contactless thermojet treatment of live tissues has beenconducted recently, which allows a considerable wideningof the sphere of welding technology application, in particularin endoscopic sparing rhinosurgery.

APPLICATION OF THE METHOD OF LIVE TISSUEWELDING IN LAPAROSCOPIC APENDECTOMY. I.A.Lurin, O.V. Okhonko, G.G. Makarov, I.A. Titomir, O.I.Gladishenko (Central Hospital of MMA SS of Ukraine,Kyiv, Ukraine). Acute appendicitis remains to be the mostfrequent disease of abdominal cavity organs that requiresurgent operative intervention. Modern laparoscopic techno-logies are ever wider introduced into surgical treatment ofacute appendicitis. However, despite indubitable advanta-ges, laparoscopic appendectomy also has essential draw-backs. First, these are difficulties of application of purse-string suture for immersion of appendiceal stump, if thesurgeon is not good enough at intracorporeal suturing; se-condly – all the manipulations with the vermiform appendixare performed in the abdominal cavity that leads to infectingit, and creates a high risk of development of post-operativeinfectious complications. During the period of 2011—201287 laparoscopic appendectomies were performed in the sur-gical clinic of CH MMA SSU. In 42 patients laparoscopicappendectomy (LAE) was performed with application ofbipolar coagulation. In 45 patients LAE was performed using«PATONMED EKVZ-300» generator for automatic weldingof soft tissues. Both the groups were representative in termsof age, sex, concomitant pathology and nature of inflamma-tion of vermiform appendix. In both the groups we performedLAE, the procedure of which was somewhat different, de-pending on application of bipolar coagulator or generatorfor automatic welding of tissues. At application of bipolarcoagulation two Reder loops were applied onto the appendixbase after treatment of the fold, between which the appendixwas transected and removed from the abdominal cavity. Ap-pendix stump was treated by electric coagulation. Averageoperation duration was 45±18 min. At application of electricwelding, one Reder loop was applied onto the appendix baseafter welding and appendix fold transection. More distallyfrom the applied loop appendix tissues were welded andtransected. Appendix was removed from the abdominal ca-vity. Thus, there was no need to apply the second loop on


205

данні другої петлі на червеподібний відросток. Культяапендикса надійно зварювалась, внаслідок чого не потре-бувала додаткової коагуляції. Середній час операції склав32±10 хв. Суттєвих ускладнень в обох групах не було.Таким чином, застосування біологічної зварки тканин привиконанні ЛАЕ дозволяє досягти спрощення та зменшеннятривалості операції без втрати її надійності.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИ-ТИЯ ЭЛЕТРОСВАРОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ХИ-РУРГИИ. И.А. Лурин, Д.Ю. Якимов, И.А. Титомир,Г.Г. Макаров, О.В. Охонько, А.И. Гладышенко (Цент-ральный госпиталь ВМУ СБУ, Киев, Украина). Цент-ральный госпиталь ВМУ СБУ является одним из первыхлечебных учреждений в Украине, в котором с 1998 г. внед-рен в практику и по настоящее время широко применяетсяметод высокочастотной сварки мягких живых тканей (ВЧСМЖТ), разработанный в Институте электросварки им.Е.О. Патона.За истекший многолетний период ВЧ СМЖТ использо-валась при выполнении более 4,5 тыс. оперативных вме-шательств в общей, абдоминальной, лапароскопической,неотложной хирургии, проктологии, травматологии. Ши-роко этот метод применялся также в урологии и гинеко-логии.При выполнении операций использовался источник пита-ния ЕК-300 М1, а с 2008 г. – его усовершенствованныйвариант. С 2012 г. нами используется многофункциональ-ный аппарат «ПАТОНМЕД ЕКВЗ-300», позволившийзначительно расширить сферу применения ВЧ электро-сварки тканей.В настоящее время совместно с сотрудниками Институтаэлектросварки им. Е.О. Патона ведется активная работапо разработке и внедрению в практику новой методикибесконтактной термоструйной обработки живых тканей(БТОЖТ), позволяющей быстро и эффективно достичьстойкого гемостаза при кровотечении из сосудов диамет-ром до 3 мм, паренхиматозных органов, выполнить бес-кровное рассечение тканей, термоабляцию опухолей и ме-тастазов. Применение методики БТОЖТ доказывает ееэффективность в профилактике гнойных осложнений притравмах с обширным повреждением тканей, что делает еенезаменимой при оказании хирургической помощи в ста-ционарных и полевых условиях. Данная методика позво-ляет минимизировать отрицательные моменты контактнойэлектросварки, связанные с нагреванием окружающихтканей и возможным, в связи с этим, термическим пов-реждением близлежащих органов и тканей.Внедрение в практику БТОЖТ позволит значительнорасширить показания к применению сварочных техно-логий, особенно в малоинвазивной хирургии. По нашемумнению наиболее перспективным направлением в даль-нейшем развитии сварочных технологий в хирургии явля-ется создание так называемых гибридных систем, сочета-ющих ВЧ СМЖТ и БТОЖТ, а также усовершенствованиеуже существующих электросварочных медицинскихинструментов, что позволит более широко применять этитехнологии в практике хирургического лечения пациентовс различной патологией.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СВАРКИ И РОД-СТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. А.А. Мазур (Ин-т элек-тросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, Украи-на). В настоящее время отдел экономических исследова-ний института, который состоит из 12 человек, в том числедвух докторов технических наук, двух кандидатов эконо-

the vermiform appendix. Appendix stump was reliably wel-ded, so that it did not require additional coagulation. Averageoperation time was equal to 32±10 min. No significant com-plications were found in either of the groups. Thus, appli-cation of biological welding of tissues during LAE perfor-mance allows simplification and shortening of the durationof operation without lowering its reliability.

EXPERIENCE OF APPLICATION AND PROSPECTSFOR DEVELOPMENT OF ELECTRIC WELDING TEC-HNOLOGIES IN SURGERY. I.A. Lurin, D.Yu. Yakimov,I.A. Titomir, G.G. Makarov, O.V. Okhonko, A.I. Gladys-henko (Central Hospital of MMA SS of Ukraine, Kiev, Uk-raine). Central Hospital of MMA SS of Ukraine is one ofthe first patient care institutions in Ukraine, in which themethod of high-frequency live tissue welding (HF LTW)developed at the E.O. Paton Electric Welding Institute, hasbeen put into practice starting from 1998 and is widely ap-plied at present.Over the past period of many years, HF LTW was appliedduring performance of more than 4.5 thous. operative inter-ventions in general, abdominal, laparoscopic, emergency sur-gery, proctology and traumatology. This method was widelyused also in urology and gynecology.During operations performance EK-300 M1 power sourcewas used, and since 2008 – its improved variant. Startingfrom 2012, we have applied multifuctional «PATONMEDEKVZ-300» unit, which allowed considerably widening thefield of application of HF electric welding of tissues.At present active development and introduction into practiceof the new procedure of contactless thermojet treatment oflive tissues (CTTLT) has been performed together with thestaff of E.O. Paton Electric Welding Institute. The proce-dure allows quickly and effectively reaching stable hemos-tasis at bleeding from up to 3 mm diameter vessels, parenc-hymatous organs, performing bloodless dissection of tissues,thermal ablation of tumors and metastases. Application ofCTTLT procedures demonstrates its effectiveness in prophy-laxis of purulent complications at traumas with extensivetissue damage that makes it irreplaceable for rendering sur-gical assistance under stationary and field conditions. Thisprocedure allows minimizing the negative aspects of resis-tance electric welding, associated with heating of the adja-cent tissues and possible resulting thermal damage of adja-cent organs and tissues.Practical introduction of CTTLT will allow a considerablewidening of indications for application of welding techno-logies, particularly, in low-invasive surgery. In our opinion,the most promising direction for further development of wel-ding technologies in surgery is creation of so-called hybridsystems, combining HF LTW and CTTLT, as well as impro-vement of the currently-available medical instruments thatwill allow a wider application of these technologies in prac-tical surgical treatment of patients with different patholo-gies.

ECONOMIC PROBLEMS OF WELDING AND RELA-TED TECHNOLOGIES. A.A. Mazur (The E.O. PatonElectric Welding Institute, NASU, Kiev, Ukraine). De-partment of economic researches of the Institute, consistingfrom 12 persons, including two Doc. of Tech. Sci., twoCandidates of Econ. Sci. and one Cand. of Tech. Sci., has


206

мических и одного – технических наук, имеет многолет-ний опыт работы по таким направлениям (в скобках –внедренные или рекомендуемые для широкого внедрениярезультаты работ):• экономико-статистические исследования состояния иперспектив развития мирового и региональных рынковсварочной науки и техники (периодические мировые обзо-ры «SVESTA», ежегодники «Сварочное производство Ук-раины»; производство и потребление, экспорт-импорт сва-рочного оборудования и материалов; подготовка инженер-ных и рабочих кадров);• экономическая эффективность сварочной техники и тех-нологий;• экономические проблемы экологии и ресурсосбереженияпри сварке (определение затрат при дуговой сварке ивентиляции сварочных цехов; нормирование расхода сва-рочных материалов и электроэнергии при сварке, резке инаплавке);• систематизация многоязычной терминологии по сваркеи родственным процессам (словари русско-английский иангло-русский; украинско-русско-английский);• организационно-экономическое совершенствование на-учно-технической и инновационной деятельности (оценкаэффективности работы научных отделов института, орга-низаций – членов Научно-технического комплекса ИЭС;украинская модель технопарка; создание ТехнопаркаИЭС; кластер «Бархатный путь» для создания бесстыко-вой колеи скоростного пассажирского движения в Украи-не; бизнес-планирование инновационных проектов Техно-парка и института);• информационные банки данных (многоязычная свароч-ная терминология; технологии и разработки ИЭС; произ-водители и продавцы сварочной техники; эксперты в областисварки и родственных технологий; кафедры украинскихвузов, готовящих специалистов по сварке; «Ориентир-2» –оперативная библиографическая информация об отечест-венных и зарубежных публикациях по тематике работ ин-ститута).

РАБОТЫ ИНСТИТУТА ЭЛЕКТРОСВАРКИ им. Е.О.ПАТОНА НАН УКРАИНЫ ПО ПРИМЕНЕНИЮСПЛАВОВ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ ДЛЯИМПЛАНТАТОВ, ПРОТЕЗОВ И ХИРУРГИЧЕСКОГОИНСТРУМЕНТА. Б.Е. Патон, Д.М. Калеко (Ин-тэлектросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев,Украина). Для практического использования в медицинесплавов с эффектом памяти формы очень важно, чтобыизделие приобрело нужную форму при температуре чело-веческого тела, т. е. от 30 до 35 °С, а его предварительноедеформирование, например, вытягивание в линию им-планта, который при нагревании должен приобрести фор-му спирали, можно было проводить при охлаждении дотемпературы проточной воды, т. е. примерно при 10 °С.Таким условиям соответствуют разработанные нами сов-местно с ИМФ НАН Украины новые сплавы на основетитана и никеля, в которых путем целенаправленного ле-гирования получен указанный температурный диапазонфазового превращения.Приведены примеры его медицинского применения дляизготовления экстракторов чужеродных тел из трубчатыхорганов человека, скобок для соединения остеообломковкак опорного аппарата, так и при черепно-мозговых и сто-матологических операциях, пессария для предохраненияот преждевременных родов при истмико-цервикальной не-достаточности, эмбол, легко проводимых по кровеноснымсосудам и закрепляемых в необходимом по роду заболе-вания месте.

many years’ experience of work in such directions (in brac-kets – implemented or recommended for wide implementa-tion results of work):• economic-statistics researches of state and perspectives ofdevelopment of world and regional markets of welding sci-ence of technology (periodical world reviews «SVESTA»,annularly «Svarochnoe proizvodstvo Ukrainy» (Weldingproduction in Ukraine); manufacture and consumption, ex-port-import of welding equipment and consumables; trainingof engineer and working staff);• economic efficiency of welding technique and technologies;• economic problems of environment and resource saving inwelding (determination of expences during arc welding andventilation of welding shops; norm-fixing of consumption ofwelding consumables and electricity in welding, cutting andsurfacing);• systematization of multi-language terminology on weldingand related processes (Russian-English and English-Russianvocabularies, Ukrainian-Russian-English vocabulary);• economic-organizing enhancement of scientific-and-techni-cal innovative activity (evaluation of working efficiency re-search departments of institute, organization-members of Sci-entific-and-Technical Complex of PWI; Ukrainian model oftechnological park; development of PWI technological park;cluster «Barkhatnii put» for development of continuous wel-ded rail of high-speed passenger traffic in Ukraine; business-planning of innovation projects of Technological park andInstitute);• information data bases (multi-language welding termino-logy; technologies and developments of PWI; manufacturersand sellers of welding equipment; experts in area of weldingand related technologies; departments of Ukrainian univer-sities educating specialists in welding; «Orientir-2» – on-line reference information about domestic and foreign pub-lications on subjects of institute works).

R&D OF THE E.O. PATON ELECTRIC WELDING IN-STITUTE OF THE NAS OF UKRAINE ON APPLICATI-ON OF SHAPE MEMORY ALLOYS FOR IMPLANTSAND SURGICAL TOOLS. B.E. Paton, D.E. Kaleko (TheE.O. Paton Electric Welding Institute, NASU, Kiev, Uk-raine). For practical medical application of shape memoryalloys it is highly important that the item took the requiredshape at human body temperature, i.e. from 30 up to 35 °C,and its pre-deformation, for instance, stretching of an im-plant into a line, which should take the form of a spiral atheating, could be conducted at cooling down to the tempe-rature of running water, i.e. approximately at 10 °C. Theseconditions are satisfied by new titanium and nickel-basedalloys, developed by us together with IMF of the NAS ofUkraine. In these alloys the above-mentioned temperaturerange of phase transformation was obtained by targeted al-loying.Examples are given of its medical application for manufac-ture of extractors of foreign bodies from tubular human or-gans, staples for joining osteofragments of both locomotivesystem and at cerebral and stomatological operations, pessaryfor prevention of premature birth at isthmico-cervical defi-ciency, emboluses easily guided along the blood vessels andattached in the target location, depending on the kind ofdisease.A large scope of work was performed on development ofstents of a new design for coronary vessels and gall ducts.The stent has an increased rigidity in the radial direction


207

Выполнена большая работа по созданию стентов новойконструкции для коронарных сосудов и желчных проток.Стент имеет повышенную жесткость в радиальном направ-лении и достаточную осевую гибкость для прохожденияпо кровеносным сосудам до места установки. Особенно-стью стента является также пористая поверхность особогорода, позволяющая сохранять большую порцию фармако-логических средств для борьбы с возможными последст-виями хирургического вмешательства.Новый сплав с эффектом памяти формы имеет ферро-магнитные свойства для гипертермического воздействияна пораженные участки тела индукционным нагревом.Новизна решений во всех перечисленных работах подт-верждена патентами Украины.

СИСТЕМА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СВАРЩИКОВ НА ОС-НОВЕ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА. П.П.Проценко (Межотраслевой учебно-аттестационныйцентр Ин-та электросварки им. Е.О. Патона, Киев,Украина). Современное сварочное производство предъяв-ляет специфические требования к профессиональной под-готовке и квалификации сварщиков, их способности обе-спечивать необходимое качество сварочных работ.Подтверждением соответствия уровня профессиональнойподготовки сварщиков производственным требованиямявляется их профессиональная компетентность – способ-ность эффективного применения знаний и умений длядостижения требуемых результатов работы. Компетентно-стный подход лежит в основе предложенной Межотрас-левым учебно-аттестационным центром Института элект-росварки им. Е.О. Патона концепции широкопрофильнойпрофессиональной подготовки квалифицированных рабо-чих в области сварки. В соответствии с концепцией раз-работана профессионально-квалификационная структураинтегрированной профессии «Зварник», в которой пока-затели профессиональной компетентности и уровни квали-фикации определены, исходя из требований националь-ных и международных стандартов, регламентирующихвыполнение и обеспечение качества сварки.Перечень и описание работ, которые должен выполнятьсварщик определенной специализации и уровня квалифи-кации, а также критерии подтверждения соответствия про-фессиональных знаний и умений действующим в свароч-ном производстве требованиям, определяют содержаниеМежотраслевой квалификационной характеристики(стандарта профессии) и Государственного стандартапрофессионального образования интегрированной про-фессии «Зварник» – базовых нормативных документовв системе профессиональной подготовки сварщиков наоснове компетентностного подхода. Определяющими фак-торами этой системы являются целостность учебного про-цесса, направленного на формирование запланированногоуровня квалификации и оценка его результатов, котораяпроводится в виде независимой квалификационной аттес-тации.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ МЕТОДЫ СВАРКИ ЖИВЫХТКАНЕЙ ПЛАЗМЕННО-АРГОНОВЫМ И ТЕРМОСТ-РУЙНЫМ СПОСОБАМИ. Ю.А. Фурманов, И.М. Са-вицкая, О.А. Гейленко, Г.В. Терехов (Нац. ин-т хирургиии трансплантологии им. А.А. Шалимова НАМН Ук-раины, Киев, Украина). Использование высокой темпе-ратуры в хирургической практике для рассечения тканейи гемостаза давно является привлекательным как длямедиков, так и для разработчиков медицинской аппара-туры. Приборы для плазменной хирургии были разрабо-

and sufficient axial rigidity for passing through the bloodvessels up to the target location. Another feature of the stentalso is porous surface of a special kind, allowing preservationof a large portion of pharmacological means for fighting thepossible consequences of surgical intervention.The new shape-memory alloy has ferromagnetic propertiesfor applying hyperthermal impact to the damaged areas ofthe body by induction heating.The novelty of the solution for all the above-mentioned de-velopments is confirmed by patents of Ukraine.

SYSTEM FOR PROFESSIONAL TRAINING OF QUA-LIFIED WELDERS BASED ON COMPETENCE AP-PROACH. P.P. Protsenko (Inter-Industry Educationaland Qualification Center of the E.O. Paton Electric Wel-ding Institute, Kiev, Ukraine). Current welding productionmakes specific requirements to professional training and qu-alification of welders, their capability to provide necessaryquality of welding works.Professional competence, i.e. capability of effective applica-tion of knowledges and skills for obtaining of necessary resultof work, is confirmation of correspondence of level of pro-fessional training of welders to industrial requirements. Com-petence approach makes a basis of concept of broad specialprofessional training of qualified workers in area of weldingproposed by Inter-Industry Educational and QualificationCenter of the E.O. Paton Electric Welding Institute. Pro-fessional-qualification structure of integrated profession«Zvarnyk» (Welder) was developed in accordance with thisconcept. In it indices of professional competence and levelsof qualification are determined based on the requirement ofnational and international standards regulating performanceand providing of welding quality.List and description of works which should be performed bywelder of certain specialization and level of qualification aswell as criteria of confirmation of correspondence of profes-sional knowledge and skills to requirements acting in weldingengineering are determining the content of Inter-Industryqualification characteristic (profession standard) and StateStandard of professional education of integrated profession«Zvarnyk» (Welder), i.e. the base normative documents inthe system of professional training of welders based on com-petence approach.Determining factors of this system are integrity of educationprocess directed on formation of planned level of qualifica-tion and estimation of its results which is carried out in aform of independent qualification attestation.

ALTERNATIVE METHODS OF WELDING LIVE TIS-SUES BY PLASMA-ARGON AND THERMOJET PRO-CESSES. Yu.A. Furmanov, I.M. Savitskaya, O.A. Gejlen-ko, G.V. Terekhov (A.A. Shalimov National Institute ofSurgery and Transplantology of NAMS of Ukraine, Kiev,Ukraine). Application of high temperature in surgical prac-tice for tissue dissection and hemostasis has been attractivefor a long time both for doctors, and for developers of medicalequipment. Plasma surgery systems were developed and havebeen used in medical practice since mid60ties of the XXth


208

таны и используются в медицинской практике с середины1960 годов, а в начале 2000 годов после разработки новыхподходов успешно применены для соединения тканей. Спомощью аргоново-плазменных аппаратов, благодаря раз-работке специального наконечника, который понижалтемпературу струи плазмы и создавал узкий пучок дляпроведения тонких манипуляций, стало возможным нало-жение межкишечных анастомозов, соединения краев лине-йных ран полостных и паренхиматозных органов.Позже были сконструированы и испытаны термоструйныеаппараты, где в качестве высокотемпературного носителяиспользовался атмосферный воздух. Эти приборы полно-стью себя оправдали как для термоструйной бесконтакт-ной сварки мягких тканей, так и для щадящей остановкикровотечений. Кроме того, с помощью термоструйного ме-тода успешно обеззараживались гнойные поверхности вусловиях лечения инфицированных и гнойных ран, чтообеспечивало их надежное заживление.В настоящее время разработана методика обработки тон-ко- и толстокишечных свищей у экспериментальных живо-тных, позволяющая без применения специальных обтюра-торов лечить эти трудноподдающиеся обычным хирурги-ческим приемам патологические состояния.Механизм термической сварки состоит в коагуляции вну-три- и межклеточных белков под влиянием температурно-го фактора. Разогрев биологических тканей приводит кпоследовательному нарушению четвертичной, третичнойи вторичной структур белковых молекул как межклеточ-ного матрикса, так и клеточных элементов. В результатеобразуется белковый сплав – коагулят, прочно и герме-тично удерживающий соединяемые ткани.Локальность, контролируемость и направленность про-цесса сварки позволяет выполнять соединения тканей безих значительного повреждения.Все бесшовные соединения, выполненные нами с помощьюметодов плазменно-аргоновой и термоструйной сварки,можно разделить на три категории: сварка полых органов(кишечника, желудка, желчного пузыря); краевая и кли-новидная резекция паренхиматозных органов (печени, се-лезенки) и вспомогательные хирургические манипуляции(пересечение брыжейки и брыжеечных сосудов, аппендек-томия, операционный гемостаз).Наилучшие результаты сварки трубчатых органов какплазменно-аргоновым, так и термоструйным методом бы-ли получены при операциях на толстом кишечнике –сварка «конец в конец» и «бок в бок». Операции выполня-лись без единого шва.Гипертермическая резекция паренхиматозных органов по-зволяла осуществлять бескровные линейные и клиновид-ные резекции печени и селезенки. Положительные резуль-таты получены при сварке желчного пузыря, что дает воз-можность пунктировать и удалять желчный пузырь безжелчеистечения в брюшную полость.Таким образом, экспериментальная всесторонняя разра-ботка методов сварки живых тканей позволила подгото-вить их для клинического внедрения.Методы плазменно-аргоновой и термоструйной сваркилегко осваиваются хирургами, а их использование значи-тельно облегчает ряд технических этапов операций и повы-шает их надежность.

century, and at the start of 2000s after development of newapproaches, they have been successfully applied for tissuejoining. Development of a special tip, which lowered theplasma jet temperature and generated a narrow beam forperformance of fine manipulations, made it possible to useargon-plasma systems for application of interintestinal anas-tomoses, joining the edges of linear wounds of cavernal andparechymatous organs.Thermojet systems where atmospheric air was used as high-temperature carrier, were designed and tested later. Thesesystems have completely fulfilled their promise both for ther-mojet contactless welding of soft tissues, and for sparinghemostasis. In addition, thermojet method was successfullyapplied to disinfect purulent surfaces under the conditionsof treatment of infected and purulent wounds that ensuredtheir reliable healing.At present a procedure of treatment of intenstinal and colonicfistulas in test animals has been developed, allowing treat-ment without application of special obturators, of these pat-hological conditions, which are difficult to treat by standardsurgical techniques.Thermal welding mechanism consists in coagulation of intra-and intercellular proteins under the influence of temperaturefactor. Heating of biological tissues leads to successive vio-lation of quarternary, tertiary and secondary structures ofprotein molecules of both intercell matrix, and cell elements.This results in formation of a protein alloy - a coagulate,strongly and hermetically holding together the tissues beingjoined.Locality, controllability and directionality of the weldingprocess allows tissue joining without their considerable da-mage.All the seamless joints, made by us by the methods of plas-ma-arc and thermojet welding, can be divided into threecategories: welding of hollow organs (intestines, abdomen,gall bladder); marginal excision and wedge resection of pa-renchimatous organs (liver, spleen) and auxiliary surgicalmanipulations (mesentery and mesenteric vessel transsecti-on, appendectomy, operational hemostasis).The best results of welding tubular organs both by plasma-argon and thermojet method were obtained at operations onlarge intenstina – «end-to-end» and «side-to-side» welding.Operations were performed without a single weld.Hyperthermic resection of parenchymatous organs allowedperformance of bloodless linear and wedgelike resections ofthe liver and spleen. Positive results were obtained in gallbladder welding that allows puncturing and removing thegall bladder without bile outflowing into the abdominalcavity.Thus, comprehensive experimental development of the met-hods of welding live tissues allowed preparing them for cli-nical introduction.Methods of plasma-arc and thermojet welding are readilymastered by surgeons, and their application greatly facilita-tes a number of technical stages of operations and improvestheir reliability.


209

ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ

Агалиди Ю.С. 35, 154

Адеева Л.И. 36, 166

Алексеенко Т.А. 33, 129

Алексиев А. 35, 147

Алешин Н.П. 25

Алфинцева Р.А. 37, 179

Анахов С.В. 38, 189

Аношин В.А. 28, 72

Антонюк С.Л. 27, 38, 59, 182

Артюх К.О. 39, 201

Аснис Е.А. 38(2), 190(2)

Астахов Е.А. 36, 162

Асташкин В.И. 32, 117

Ахонин С.В. 27, 38(2), 59, 182, 189

Бабинец А.А. 38, 184

Бабич В.М. 38(2), 190(2)

Бабич Л.М. 30, 38, 95, 195

Байштрук Е.Н. 39, 202

Балицкий А.И. 32, 115

Баранский П.И. 38(2), 190(2)

Барташ С.Н. 32, 119

Башенко В.В. 27, 59

Безбородов В.П. 30, 36, 97, 161

Белов А.А. 29, 35, 84, 151

Белоев М. 26

Белоус В.Ю. 27, 59

Белый Н.Г. 35, 152

Бердникова Е.Н. 33, 129

Бережная Е.В. 36, 161

Березин И.В. 32, 123

Березин О.В. 32, 123

Березос В.А. 38, 189

Бернацкий А.В. 33, 130

Бесшапошников Ю.П. 27, 67

Биктагиров Ф.К. 38(2), 191, 192

Бобров М.М. 37, 171

Богачёв Д.Г. 37, 177

Бойко И.А. 27, 32, 67, 115

Бондарев С.В. 27, 60

Бондаренко А.Н. 28, 72

Бондаренко Ю.К. 39, 201

Борисов Ю.С. 36(8), 37, 162, 163(2), 164, 165(2),166(2), 174

Борисова А.Л. 36(2), 166, 167

Бородина К.В. 29, 80

Бричак В.В. 30, 99

Брукмюллер C. 31, 103

Брумм С. 27, 61

Бузорина Д.С. 31, 110

Бурлаченко А.Н. 36(2), 166, 167

Бухенский В.Н. 35, 152

Бутенко А.Ю. 37, 173

Буэркнер Г. 61

Быковский О.Г. 36, 167

Бюркнер Г. 27

Валевич М.Л. 37, 177

Васильев Д.В. 28, 79

Великоиваненко Е.А. 33, 131

Вертецкая И.В. 28, 78

Верхорубов В.С. 37, 172

Вигилянская Н.В. 36(2), 163, 166

Виларипхо Лау 26

Виларипхо Лоу 26

Вильчинский А.И. 39, 204

Винклер Р. 26

Владимиров А.В. 27, 61

Власов А.Ф. 38, 192

Войнарович С.Г. 36(2), 37, 163, 168, 174

Волков Д.А. 36, 169

Волос А.В. 36(2), 164, 165

Волошин В.А. 34, 136

Воронов В.В. 31, 105

Вус О.Б. 32, 115

Выдмыш П.А. 30б 97

Выдымыш П.А.

Вьелаж Б. 30, 95

Гаврик А.Р. 28, 31, 71, 106

Гаврилюк В.Я. 38, 185

Гавриш П.А. 27, 63

Гайворонский А.А. 27, 36, 63, 169

Галаган Р.М. 35, 156

211

Гальцов И.А. 32, 116

Гальчун А.Н. 29(2), 88, 89

Ганчук А.В. 28, 73

Гах И.С. 31, 111

Гачкевич О.Р. 32, 117

Гдоутос Е. 26

Гедрович А.И. 29(2), 80, 81

Гейленко О.А. 39, 208

Герасименко А.М. 30(2), 99, 100

Гладышенко А.И. 39, 205, 206

Глуховский В.Ю. 36, 168

Гнатушенко А.В. 38, 192

Гниздыло А.Н. 39, 197

Голобородько Ж.Г. 36, 170

Головко В.В. 27, 64

Голякевич А.А. 37, 177

Гончаров И.А. 27, 65

Гончаров П.В. 29, 85

Гончаров С.Н. 27, 65

Гончарова О.М. 39, 202

Горбань В.Ф. 36(2), 164, 165

Горбик В.М. 35, 153

Гордань Г.Н. 28, 70

Горынин И.В. 25

Гоцуляк А.А. 30, 100

Гредиль М.И. 34, 136

Греков С.В. 38, 193

Григорьева Е.Г. 27, 66

Гринберг Б.А. 27, 67

Гринь А.Г. 27, 28, 32, 34, 67, 68, 115, 142

Грицай В.Я. 36, 169

Грищенко А.П. 36(3), 165, 166, 167

Груша В.Я. 38, 185

Гуан Цяо 25

Губатюк Р.С. 30(2), 93, 94

Давыдов Е.А. 35, 147

Демченко В.Ф. 30, 99

Демченко Э.Л. 28, 79

Демченко Ю.В. 27, 33, 63, 127

Демченков С.А. 31, 103

Демьянов И.А. 36, 163

Демьянченко А.А. 28, 69

Денисов Л.С. 32, 117

Джексон П. 25

Дзюбик А. 32, 118

Диброй Т. 25

Димеай В. 25

Дмитрик В.В. 32(2), 119(2)

Долиненко В.В. 30, 101

Драган С.В. 36, 170

Драченко Н.П. 28, 78

Дробенко Б.Д. 33, 127

Дуб А.В. 26, 32, 120

Дубовой О.М. 37, 171

Дунаевская Н.И. 31, 106

Дурынин В.А. 32, 120

Дьяченко С.М. 29, 89

Евдокимов А.И. 37, 172

Елагин В.П. 28(2), 70, 79

Ермолаев Г.В. 29, 32, 86, 122

Есауленко Г.Б. 28, 74

Ефимов В.М. 38, 191

Жарди А. 25

Жданов В.А. 37, 175

Жданов С.Л. 34, 140

Жерносеков А.М. 30, 93

Задерий Б.А. 31, 111

Задоя В.Г. 36(2), 164, 165

Зайнулин Д.И. 28, 70

Занковец П.В. 32, 121

Запара В.И. 35, 156

Захаров Л.С. 28, 71

Звирко О.И. 34, 136

Звягинцева А.В. 31, 34, 111, 144

Зельниченко А.Т. 39, 204

Земан В. 25

Золотопупова Т.Б. 28, 68

Зуев А.В. 31, 108

Зыдзик-Бялек А. 31, 112

Иваненко В.Д. 31, 106

Иванов М.А. 27, 67

Иванов Ю.Ф. 28(2), 76, 77

Игнатенко А.В. 30, 96

Игнатов А.П. 38, 192

Изотова Е.А. 30, 98

Илюшенко В.М. 28(2), 72, 73

Ипатова З.Г. 36(2), 162, 167

Каблов Е.Н. 25

Кабыш С.В. 28, 74

Кайтель С. 26


212

Калеко Д.М. 39, 206

Каленская А.В. 32, 116

Калин М.А. 30, 98

Калюжный С.Н. 36, 168

Карасевская О.П. 31, 111

Карманов М.Н. 35(2), 147, 153

Карпеченко А.А. 37, 171

Касаткин О.Г. 31, 106

Кассов В.Д. 28, 75

Каховский Ю.Н. 30, 97

Квасницкий В.В. 28(3), 29, 32, 75, 76, 77, 86,122

Квасницкий В.В. 28, 32, 76, 77, 122

Кильдий А.И. 36, 162

Кириленко С.Н. 37, 179

Кислица А.Н. 36(2), 37, 163, 168, 174

Киянец И.В. 35(2), 148, 149

Кладко В.П. 36(2), 164, 165

Клапатюк А.В. 36, 169

Клейман Я. 26, 32, 122

Клименко А.А. 30, 92

Климов К.А. 33, 132

Клищар Ф.С. 35, 156

Клочков И.Н. 32, 38, 123, 194

Кныш В.В. 33, 124

Коваль Н.Н. 28(2), 76, 77

Ковтун В.А. 25

Козакевич Т.В. 32, 117

Козулин С.М. 30, 92

Колесар И.А. 32, 122

Колисниченко О.В. 37, 177

Коломийцев Е.В. 33(3), 124, 125(2)

Колот О.В. 33, 126

Коляда В.А. 30, 35, 101, 155

Кондратенко В.Ю. 29, 88

Кораб Н.Г. 29, 89

Корнийчук В.Д. 38, 189

Коробов Ю.С. 37(2), 172, 173

Коросташевский П.В. 34, 141

Коротынский А.Е. 28(3), 77, 78(2)

Косак М. 26

Костин А.М. 28, 37, 75, 173

Костюк И.Ф. 32, 115

Коу С. 25

Кошевой А.Д. 36, 169

Кривцун И.В. 26, 30, 99

Крикент И.В. 38, 193

Кротенко П.Д. 35, 149

Кудлай Е.Н. 39, 201

Кудрявцев Ю. 26, 32, 122

Кузнецов М.В. 36(2), 164, 165

Кузьменко А.З. 33, 124

Кузьменко Д.Ю. 33, 127

Кузьменко О.Г. 37, 174

Кузьмич-Янчук Е.К. 36(2), 37, 163, 168, 174

Кулик В.М. 28, 79

Кункин Д.Д. 39, 202

Кусков Ю.М. 37, 172

Кучук-Яценко С.И. 26

Куш М. 27, 29, 61, 87

Кушнарева О.С. 33(2), 128, 130

Кушнарева Т.Н. 31, 34, 111, 143

Кушнир Р.М. 33, 127

Кущий А.М. 28, 75

Лабарткава А.В. 28, 32, 75, 122

Лабарткава Ал.В. 28, 75

Лабур Т.М. 29, 80

Лампке Т. 30, 95

Ланкин Ю.Н. 26, 31, 37, 39, 101, 175, 202

Лаптева А.Н. 36, 167

Лебедев В.А. 27, 28, 29(7), 35, 61, 70, 80, 81,82(2), 83, 84, 91, 151

Левченко И.Л. 28(2), 76, 77

Левченко О.Г. 39(2), 202, 203

Левчук В.К. 39, 202

Левый С.В. 35, 154

Легчило В.В. 37, 172

Лендел И.В. 29, 82

Лентюгов И.П. 37, 174

Липодаев В.Н. 39, 204

Лобанов Л.М. 29, 32, 33, 35(3), 85, 120, 128, 148,149(2)

Логинова Ю.В. 39, 201

Логозинский И.Н. 38, 193

Ломберг Б.С. 25

Лукашенко А.Г. 31, 109

Лукьяненко А.О. 39, 203

Лурин И.А. 39, 204, 205, 206

Лысак В.В. 33, 128

Лысак В.И. 26

Лысак В.К. 32, 115

Лысенко В.А. 28, 73

Лычко И.И. 30, 92


213

Лясота И.М. 34, 135

Мазур А.А. 39, 204

Мазурак В.Е. 31, 34, 111, 143

Майданчук Т.Б. 28, 72

Макаров Г.Г. 39, 205, 206

Макаренко Н.А. 37, 176

Максименко А.А. 33, 34, 129, 140

Максимов С.В. 28, 70

Максимов С.Ю. 27, 29(2), 61, 82(2)

Максимова С.В. 31(2), 104, 105

Мандров Б.И. 34, 140

Маринский Г.С. 26

Маркашова Л.И. 28(2), 33(3), 37, 76, 77, 128,129, 130, 177

Масючок О.П. 36, 168

Матвиенко М.В. 29, 86

Матушкин А.В. 38, 189

Махненко В.И. 33, 131

Махненко О.В. 32, 33(2), 120, 127, 131

Медведев С.В. 33(2), 132(2)

Мейр П. 29, 87

Мельников А.Ю. 31, 110

Мельниченко Л.М. 39, 204

Мельниченко Т.В. 31, 102

Менжерес М.Г. 28, 74

Миддельдорф К. 26

Миленин А.С. 33, 133

Минеев Э.А. 29, 90

Мирзов И.В. 33, 131

Миронова М.В. 30, 97

Мирчев Й. 35, 147

Михайлов С.Р. 35, 152

Миховски М. 35, 147

Моравецкий С.И. 29, 31, 87, 106

Мудж П. 25

Мурашов А.П. 36(2), 165, 166

Мутас В.В. 34, 134

Мясоед В.В. 31, 105

Назарчук А.Т. 30, 38, 95, 195

Назарчук З.Т. 34(2), 134, 135

Накашиба С. 26

Невежин С.В. 37, 173

Недосека А.Я. 35, 150

Недосека С.А. 35, 150

Нестеренко Н.П. 29(4), 88, 89(2), 90

Нетребский М.А. 34, 134

Нехотящий В.А. 34, 35, 136, 149

Никитенко Ю.А. 39, 196

Никифорчин Г.М. 34, 136

Николаев А.В. 26, 39, 195

Новацкий Э. 32, 115

Новомлинец О.О. 31, 103

Овсиенко М.А. 35, 150

Окада А. 26

Окамото Я. 26

Орлов Л.Н. 37, 177

Осечков П.П. 37, 39, 175, 202

Оспенников О.Г. 25

Охапкин К.А. 27, 59

Охонько О.В. 39, 204, 205, 206

Падалка В.Г. 38, 191

Палаш В. 32, 118

Палиенко А.Л. 34, 136

Пальцевич А.П. 30, 96

Пантелеенко Ф.И. 34, 137

Панфилов А.И. 27, 34, 63, 138

Патон Б.Е. 25, 26, 29, 30, 39, 91, 92, 205

Паустовский А.В. 37, 179

Пацелов А.М. 27, 67

Пентегов И.В. 30, 93

Перемитько В.В. 37, 180

Перепичай А.А. 34, 136

Переплетчиков Е.Ф. 37, 180

Петриченко В.Н. 28, 73

Петров Д.А. 30, 38, 95, 195

Петрушинец Л.В. 31, 102

Пивторак В.А. 33, 35(3), 128, 148, 149(2)

Пивторак Н.И. 33, 131

Пикулин А.Н. 38, 189

Пилярчик Я. 25

Пиптюк В.П. 38, 193

Пискун Н.В. 38(2), 190(2)

Письменный А.А. 30, 93

Письменный А.С. 30(2), 93, 94

Пичак В.Г. 28, 70

Плескачевский Ю.М. 25

Плис С.Г. 37, 181

Плющ Д.В. 29, 83

Подгурский И.М. 34, 139

Подгурский М.И. 34, 139

Подлесак Ф. 29, 87


214

Позняков В.Д. 33, 34, 129, 140

Полишко А.А. 38, 194

Полухин В.В. 30, 94

Полухин Вл.В. 30, 94

Поляков В.А. 38, 193

Порохонько В.Б. 30, 95

Посыпайко Ю.Н. 35(4), 150, 153, 154, 157

Похмурская Г. 30, 95

Походня И.К. 27, 30, 64, 96

Пресняков В.А. 37, 182

Прилуцкий В.П. 38, 182

Прокофьев А.С. 30, 93

Просницкий В.Г. 33, 127

Протоковилов И.В. 30, 38, 95, 195

Проценко П.П. 39, 208

Псахье С.Г. 30, 97

Пулька Ч.В. 38, 185

Пыкин Ю.А. 38, 189

Рабкина М.Д. 34(2), 134, 136

Равська-Скотнични А. 32, 117

Радкевич И.А. 38, 182

Радченко В.Г. 38, 183

Радченко М.В. 34, 38, 140, 183

Радченко Т.Б. 38, 183

Размышляев А.Д. 30, 97

Разыграев А.Н. 32, 120

Разыграев Н.П. 32, 120

Райсген У. 25

Резниченко М.К. 30, 98

Рейда Н.В. 38, 191

Ример Г.А. 37, 173

Розынка Г.Ф. 33, 131

Романова И.Ю. 39, 202

Роянов В.А. 34, 141

Руденко М.Н. 31, 103

Рупрехт К. 30, 95

Рупчев В.Л. 36, 166

Рыбин В.В. 27, 67

Рымар С.В. 30, 93

Рябоконь В.Д. 30(2), 99, 100

Рябцев И.А. 37, 38, 175, 184

Рябцев И.И. 38, 184

Рябцев К.В. 30(2), 99, 100

Савицкая Е.М. 35(2), 148, 149

Савицкая И.М. 39, 208

Савицкий В.В. 33, 35, 128, 148

Савченко В.С. 34, 144

Саенко В.Я. 38, 194

Сакагава Т. 26

Самохвалов С.Е. 38, 193

Самохин А.В. 26, 39, 195

Сараев Ю.Н. 29, 30, 91, 97

Свиридов А.В. 34, 142

Северин А.Ю. 38, 189

Селин Р.В. 27, 59

Селютин А.А. 38, 191

Семёнов А.П. 30, 99

Семикин В.Ф. 37, 39, 175, 202

Сенченков И.К. 29, 38, 89, 184

Сенчишин В.С. 38, 185

Серенко А.Н. 33, 125

Сидорец В.Н. 30, 93

Симутенков И.В. 36, 170

Синеок А.Г. 30(2), 99, 100

Синюк В.С. 30, 96

Сиренко Т.А. 32, 119

Скальский В.Р. 34(2), 134, 135

Скок А.Г. 29, 88

Сколоздра О.С. 32, 115

Скорина Н.В. 28, 72

Скуба Т.Г. 30, 101

Скульский В.Ю. 29, 31, 87, 106

Снарский А.С. 34, 137

Соловей С.А. 33, 124

Соловьев В.Г. 37, 39, 175, 202

Соммитч К. 25

Сорокин М.С. 29, 35, 84, 151

Станкевич О.М. 34, 135

Статкевич И.И. 38(2), 190(2)

Степанюк С.Н. 38, 194

Степченко Д.Н. 28, 73

Стрельчук В.В. 36(2), 164, 165

Супрун С.А. 30, 92

Суховая Е.В. 38, 185

Суший Л.Ф. 39, 202

Сысоев В.Н. 29, 81

Тат Хин Ган 25Татарин Б.П. 34, 139

Теличко В.А. 31, 103

Терехов Г.В. 39, 208

Терновой Е.Г. 31, 39, 101, 208


215

Тимошенко О.М. 29, 85

Титомир И.А. 39, 205, 206

Ткач В.Н. 34, 144

Ткаченко А.Н. 32, 33, 116, 126

Ткаченко С.А. 32, 33, 116, 126

Ткаченко Ю.Г. 37, 179

Ткачук Г.И. 33, 128

Толстый С.Н. 30, 99

Троицкая Н.В. 35, 157

Троицкий В.А. 35(4), 152, 153(2), 154

Тулупов В.И. 27, 63

Туник А.Ю. 36, 37, 38, 166, 174, 194

Турык Е. 31, 112

Тюрин Ю.Н. 37, 177

Углов В.В. 28(2), 76, 77

Устинов А.И. 31(2), 102, 103

Учанин В.М. 35, 155

Уяма Т. 25

Фальченко Ю.В. 31, 102

Фивейский А.М. 31(2), 110(2)

Филиппов М.А. 37(2), 172, 173

Фурманов Ю.А. 39, 208

Хабузов В.А. 27, 61

Ханcиc А. 31, 103

Харченко Г.К. 31, 103

Харченко Л.Ф. 35, 150

Хаскин В.Ю. 31, 33, 109, 130

Хома М.С. 34, 142

Хоменко В.И. 26

Хоменко М.О. 31, 103

Хорунов В.Ф. 31(2), 104, 105

Худецкий И.Ю. 26

Худорожкова Ю.В. 37, 172

Царюк А.К. 29, 31(2), 87 106(2)

Цветков Ю.В. 26, 39, 195

Цирульник О.Т. 34, 136

Цымбалистая Т.В. 36, 167

Чворног Б. 31, 112

Червинко О.П. 38, 184

Червяков Н.О. 34, 144

Черенда Н.Н. 28(2), 76, 77

Чернец А.В. 26

Черняк Я.П. 37, 175

Чиж О.П. 33, 132

Чинахов Д.А. 27, 31(2), 66, 107, 108

Шаблий О.М. 38, 185

Шалаев В.А. 35, 147

Шалимов М.П. 27, 65

Шапка В.А. 28(2), 31, 78(2), 108

Шаповалов В.А. 38(2), 39(2), 191, 192, 196, 197

Шаповалов Е.В. 30, 35(2), 101, 155, 156

Шваб С.Л. 38, 182

Шевцов Ю.О. 38, 183

Шейко И.В. 39, 196

Шекеро А.Л. 35(2), 147, 157

Шелег В.К. 32, 121

Шелягин В.Д. 31, 33, 109, 130

Шишкевич А.С. 36, 169

Шиян К.В. 35, 149

Шкабой Н.А. 39, 201

Шлезер М. 25

Шолохов М.А. 31(2), 110(2)

Шулым В.Ф. 31, 101

Щупак С.А. 35, 157

Эберт Л. 29, 87

Эпзингер Н. 25

Юрченко Д.З. 37, 179

Юхимец П.С. 35, 147

Ющенко К.А. 30(2), 31(2), 34(2), 92, 97, 111(2),143, 144

Якимов Д.Ю. 39, 201, 204, 206

Якуша В.В. 39, 197

Янцевич К.В. 36(2), 162, 167

Яременко М.А. 35, 150

Ярмонов С.В. 30, 97

Ярос Ю.А. 29, 82


216

NAME INDEX

Adeeva L.I. 53, 166

Agalidi Yu.S. 52, 154

Akhonin S.V. 44, 54(2), 59, 182, 189

Alekseenko T.A. 50, 129

Alexsiev A. 51, 147

Alfintseva R.A. 54, 179

Alyoshin N.P. 43

Anakhov S.V. 54, 189

Anoshin V.A. 45, 72

Antonyuk S.L. 44, 54, 59, 182

Artyukh K.O. 55, 201

Asnis E.A. 55(2), 190(2)

Astakhov E.A. 52, 162

Astashkin V.I. 49, 117

Babich L.M. 47, 55, 95, 195

Babich V.M. 55(2), 190(2)

Babinets A.A. 54, 184

Bajshtruk E.N. 55, 202

Balytsky O.I. 49, 115

Baranskii P.I. 55(2), 190(2)

Bartash S.N. 49, 119

Bashenko V.V. 44, 59

Beloev M. 44

Belous V.Yu. 44, 59

Belov A.A. 46, 52, 84, 151

Belyi N.G. 52, 152

Berdnikova E.N. 50, 129

Berezhnaya E.V. 52, 161

Berezin I.V. 49, 123

Berezin O.V. 49, 123

Berezos V.A. 54, 189

Bernatsky A.V. 50, 130

Besshaposhnikov Yu.P. 45, 67

Bezborodov V.P. 47, 52, 97, 161

Biktagirov F.K. 55(2), 191, 192

Bobrov M.M. 53, 171

Bogachev D.G. 54, 177

Bondarenko A.N. 45, 72

Bondarenko Yu.K. 55, 201

Bondarev S.V. 44, 60

Borisov Yu.S. 52(5), 53(4), 162, 163(2), 164,165(2), 166(2), 174

Borisova A.L. 53(2), 166, 167

Borodina K.V. 46, 80

Boyko I.A. 45, 49, 67, 115

Brichak V.V. 48, 99

Bruckmueller C. 48, 103

Brumm S. 44, 61

Buerkner G. 44, 61

Bukhenskiy V.N. 52, 152

Burlachenko A.N. 53(2), 166, 167

Butenko A.Yu. 53, 173

Buzorina D.S. 49, 110

Bykovsky O.G. 53, 167

Cherenda N.N. 46(2), 76, 77

Chernets A.V. 44

Chernyak Ya.P. 54, 175

Chervinko O.P. 54, 184

Chervyakov N.O. 51, 144

Chinakhov D.A. 45, 48(2), 66, 107, 108

Chizh O.P. 50, 132

Czwornog B. 49, 112

Davydov E.A. 51, 147

Debroy T. 43

Demchenko E.L. 46, 79

Demchenko V.F. 48, 99

Demchenko Yu.V. 45, 50, 63, 127

Demchenkov S.A. 48, 103

Demyanchenko A.A. 45, 69

Demyanov I.A. 52, 163

Denisov L.S. 49, 117

Dimlaye V. 43

Dmitrik V.V. 49(2), 119(2)

Dolinenko V.V. 48, 101

Drachenko N.P. 46, 78

Dragan S.V. 53, 170

Drobenko B.D. 50, 127

Dub A.V. 44, 49, 120

Dubovoy O.M. 53, 171

Dunaevskaya N.I. 48, 106

217

Durynin V.A. 49, 120

Dyachenko S.M. 47, 89

Dzyubik A. 49, 118

Ebert L. 46, 87

Efimov V.M. 55, 191

Elagin V.P. 45, 46, 70, 79

Enzinger N. 43

Ermolaev G.V. 46, 49, 86, 122

Esaulenko G.B. 45, 74

Evdokimov A.I. 53, 172

Falchenko Yu.V. 48, 102

Filippov M.A. 53(2), 172, 173

Fiveiskii A.M. 49(2), 110(2)

Furmanov Yu.A. 56, 208

Gachkevich O.R. 49, 117

Gaivoronsky A.A. 45, 53, 63, 169

Gakh I.S. 49, 111

Galagan R.M. 52, 156

Galchun A.N. 47(2), 88, 89

Galtsov I.A. 49, 116

Ganchuk A.V. 45, 73

Gavrik A.R. 45, 48, 71, 106

Gavrilyuk V.Ya. 54, 185

Gavrish P.A. 45, 63

Gdoutos E. 43

Gedrovich A.I. 46(2), 80, 81

Gejlenko O.A. 56, 208

Gerasimenko A.M. 48(2), 99, 100

Gladyshenko A.I. 205, 206

Glukhovsky V.Yu. 53, 168

Gnatushenko A.V. 55, 192

Gnizdylo A.N. 55, 197

Goloborodko Zh.G. 53, 170

Golovko V.V. 45, 64

Golyakevich A.A. 54, 177

Goncharov I.A. 45, 65

Goncharov P.V. 46, 85

Goncharov S.N. 45, 65

Goncharova O.M. 55, 202

Gorban V.F. 52(2), 164, 165

Gorbik V.M. 52, 153

Gordan G.N. 45, 70

Gorynin I.V. 43

Gotsulyak A.A. 48, 100

Gredil M.I. 51, 136

Grekov S.V. 55, 193

Grigorieva E.G. 45, 66

Grin A.G. 45(2), 49, 51, 67, 68, 115, 142

Grinberg B.A. 45, 67

Grishchenko A.P. 53(3), 165, 166, 167

Gritsaj V.Ya. 53, 169

Grusha V.Ya. 54, 185

Gubatyuk R.S. 47(2), 93, 94

Hancic A. 48, 103

Ignatenko A.V. 47, 96

Ignatov I.P. 55, 192

Ilyushenko V.M. 45(2), 72, 73

Ipatova Z.G. 52, 53, 162, 167

Ivanenko V.D. 48, 106

Ivanov M.A. 45, 67

Ivanov Yu.F. 46(2), 76, 77

Izotova K.O. 47, 98

Jackson P. 43

Jardy A. 43

Kablov E.N. 43

Kabysh S.V. 45, 74

Kakhovsky Yu.N. 47, 97

Kaleko D.E. 56, 207

Kalenskaya A.V. 49, 116

Kalin M.K. 47, 98

Kalyuzhnyi S.N. 53, 168

Karasevskaya O.P. 49, 111

Karmanov M.N. 51, 52, 147, 153

Karpechenko A.A. 53, 171

Kasatkin O.G. 48, 106

Kassov V.D. 45, 75

Keitel S. 43

Khabuzov V.A. 45, 61

Kharchenko G.K. 48, 103

Kharchenko L.F. 52, 150

Khaskin V.Yu. 48, 50, 109, 130

Khoma M.S. 51, 142

Khomenko M.O. 48, 103

Khomenko V.I. 44

Khorunov V.F. 48(2), 104, 105

Khudetsky I.Yu. 44

Khudorozhkova Yu.V. 53, 172

Kildiy A.I. 52, 162

Kirilenko S.N. 54, 179

NAME INDEX

218

Kislitsa A.N. 52, 53(2), 163, 168, 174

Kiyanets I.V. 51, 52, 148, 149

Kladko V.P. 52(2), 164, 165

Klapatyuk A.V. 53, 169

Kleiman J. 44, 49, 122

Klimenko A.A. 47, 92

Klimov K.A. 50, 132

Klishchar F.S. 52, 156

Klochkov I.N. 49, 55, 123, 194

Knysh V.V. 50, 124

Kocak M. 44

Kolesar I.A. 49, 122

Kolisnichenko O.V. 54, 177

Kolomiytsev E.V. 50(3), 124, 125(2)

Kolot O.V. 50, 126

Kolyada V.A. 48, 52, 101, 155

Kondratenko V.Yu. 47, 88

Korniychuk V.D. 54, 189

Korab N.G. 47, 89

Korobov Yu.S. 53(2), 172, 173

Korostashevsky P.V. 51, 141

Krotenko P.D. 51, 149

Korotynsky A.E. 46(3), 77, 78(2)

Koshevoy A.D. 53, 169

Kostin A.M. 46, 53, 75, 173

Kostyuk I.F. 49, 115

Koval N.N. 46(2), 76, 77

Kovtun V.A. 43

Kozakevich T.V. 49, 117

Kozulin S.M. 47, 92

Krikent I.V. 55, 193

Krivtsun I.V. 44, 48, 99

Kuchuk-Yatsenko S.I. 44

Kudlaj E.N. 55, 201

Kudryavtsev Yu. 44, 49, 122

Kulik V.M. 46, 79

Kunkin D.D. 55, 202

Kusch M. 44, 46, 61, 87

Kushchij A.M. 45, 75

Kushnareva O.S. 50(2), 128, 130

Kushnareva T.N. 49, 51, 111, 143

Kushnir R.M. 50, 127

Kuskov Yu.M. 53, 172

Kuzmenko A.Z. 50, 124

Kuzmenko D.Yu. 50, 127

Kuzmenko O.G. 53, 174

Kuzmich-Yanchuk E.K. 52, 53(2), 163, 168, 174

Kuznetsov M.V. 52(2), 164, 165

Kvasnitsky V.F. 46(2), 49, 76, 77, 122

Kvasnitsky V.V. 46(4), 49, 75, 76, 77, 86, 122

Labartkava A.V. 46, 49, 75, 122

Labartkava Al.V. 46, 75

Labur T.M. 46, 80

Lampke T. 47, 95

Lankin Yu.N. 44, 48, 54, 55, 101, 175, 202

Lapteva A.N. 53, 167

Lebedev V.A. 45(2), 46(6), 47, 52, 61, 70, 80, 81,82(2), 83, 84, 91, 151

Legchilo V.V. 53, 172

Lendel I.V. 46, 82

Lentyugov I.P. 53, 174

Levchenko I.L. 46(2), 76, 77

Levchenko O.G. 55(2), 202, 203

Levchuk V.K. 55, 202

Leviy S.V. 52, 154

Lipodaev V.N. 56, 204

Lobanov L.M. 46, 49, 50, 51(2), 52, 85, 120, 128,148, 149(2)

Loginova Yu.V. 55, 201

Logozinskiy I.N. 55, 193

Lomberg B.S. 43

Lukashenko A.G. 48, 109

Lukyanenko A.O. 55, 203

Lurin I.A. 204, 205, 206

Lyasota I.M. 51, 135

Lychko I.I. 47, 92

Lysak V.I. 44

Lysak V.K. 49, 115

Lysak V.V. 50, 128

Lysenko V.A. 45, 73

Maidanchuk T.B. 45, 72

Makarov G.G. 205, 206

Makarenko N.A. 54, 176

Makhnenko O.V. 49, 50(2), 120, 127, 131

Makhnenko V.I. 50, 131

Maksimenko A.A. 50, 51, 129, 140

Maksimov S.Yu. 45(2), 46(2), 61, 70, 82(2)

Mandrov B.I. 51, 140

Marinsky G.S. 44

Markashova L.I. 46(2), 50(3), 54, 76, 77, 128,129, 130, 177

Masyuchok O.P. 53, 168

Matushkin A.V. 54, 189

NAME INDEX

219

Matvienko M.V. 46, 86

Maximova S.V. 48(2), 104, 105

Mayr P. 46, 87

Mazur A.A. 56, 206

Mazurak V.E. 49, 51, 111, 143

Medvedev S.V. 50(2), 132(2)

Melnichenko L.M. 204

Melnichenko T.V. 48, 102

Melnikov A.Yu. 49, 110

Menzheres M.G. 45, 74

Middeldorf K. 44

Mikhaylov S.R. 52, 152

Mikhovski M. 51, 147

Milenin A.S. 50, 133

Mineev E.A. 47, 90

Mirchev G. 51, 147

Mironova M.V. 47, 97

Mirzov I.V. 50, 131

Moravetsky S.I. 47, 48, 87, 106

Mudge P. 43

Murashov A.P. 53(2), 165, 166

Mutas V.V. 50, 134

Myasoed V.V. 48, 105

Nakashiba S. 43

Nazarchuk A.T. 47, 55, 95, 195

Nazarchuk Z.T. 50, 51, 134, 135

Nedoseka A.Ya. 52, 150

Nedoseka S.A. 52, 150

Nekhotyashchiy V.A. 51(2), 136, 149

Nesterenko N.P. 47(4), 88, 89(2), 90

Netrebsky M.A. 50, 134

Nevezhin S.V. 53, 173

Nikiforchin G.M. 51, 136

Nikitenko Yu.A. 55, 196

Nikolaev A.V. 44, 55, 195

Novatsky Ye. 49, 115

Novomlinets O.O. 48, 103

Okada A. 43

Okamoto Y. 43

Okhapkin K.A. 44, 59

Okhonko O.V. 204, 205, 206

Orlov L.N. 54, 177

Osechkov P. 54, 55, 175, 202

Ospennikov O.G. 43

Ovsienko M.A. 52, 150

Padalka V.G. 55, 191

Palash V. 49, 118

Palienko A.L. 51, 136

Paltsevich A.P. 47, 96

Panfilov A.I. 45, 51, 63, 138

Panteleenko F.I. 51, 137

Paton B.E. 43, 44, 47(2), 56, 91, 92, 207

Patselov A.M. 45, 67

Paustovsky A.V. 54, 179

Pentegov I.V. 47, 93

Peremitko V.V. 54, 180

Perepichaj A.A. 51, 136

Pereplyotchikov E.F. 54, 180

Petrichenko V.N. 45, 73

Petrov D.A. 47, 55, 95, 195

Petrushinets L.V. 48, 102

Pichak V.G. 45, 70

Pikulin A.N. 54, 189

Pilarczyk J. 43

Piptyuk V.P. 55, 193

Piskun N.V. 55(2), 190(2)

Pismennii A.A. 47, 93

Pismenny A.S. 47(2), 93, 94

Pivtorak N.I. 50, 131

Pivtorak V.A. 50, 51(2), 52, 128, 148, 149(2)

Pleskachevsky Yu. 43

Plis S.G. 54, 181

Plyushch D.V. 46, 83

Podgurskiy I.M. 51, 139

Podgurskiy M.I. 51, 139

Podlesak F. 46, 87

Pokhmurska H. 47, 95

Pokhodnya I.K. 45, 47, 64, 96

Polishko A.A. 55, 194

Polukhin V.V. 47, 94

Polukhin Vl.V. 47, 94

Polyakov V.A. 55, 193

Porokhonko V.B. 47, 95

Posypayko Yu.N. 52(4), 150, 153, 154, 157

Poznyakov V.D. 50, 51, 129, 140

Presnyakov V.A. 54, 182

Prilutsky V.P. 54, 182

Prokofjev A.S. 47, 93

Prosnitsky V.G. 50, 127

Protokovilov I.V. 47, 55, 95, 195

Protsenko P.P. 56, 208

NAME INDEX

220

Psakhtje S.G. 47, 97

Pulka Ch.V. 54, 185

Pykin Yu.A. 54, 189

Qiao Guan 43

Rabkina M.D. 50, 51, 134, 136

Radchenko M.V. 51, 54, 140, 183

Radchenko T.B. 54, 183

Radchenko V.G. 54, 183

Radkevich I.A. 54, 182

Ravska-Skotnichni A. 49, 117

Razmyshlayev A.D. 47, 97

Razygraev A.N. 49, 120

Razygraev N.P. 49, 120

Reisgen U. 43

Reyda N.V. 55, 191

Reznichenko M.K. 47, 98

Rimer G.A. 53, 173

Romanova I.Yu. 55, 202

Royanov V.A. 51, 141

Rozynka G.F. 50, 131

Rudenko M.N. 48, 103

Rupchev V.L. 53, 166

Rupprecht Ch. 47, 95

Ryabokon V.D. 48(2), 99, 100

Ryabtsev I.A. 54(2), 175, 184

Ryabtsev I.I. 54, 184

Ryabtsev K.V. 48(2), 99, 100

Rybin V.V. 45, 67

Rymar S.V. 47, 93

Saenko V.Ya. 55, 194

Sakagawa T. 43

Samokhin A.V. 44, 55, 195

Samokhvalov S.E. 55, 193

Saraev Yu.N. 47(2), 91, 97

Savchenko V.S. 51, 144

Savitskaya E.M. 51, 52, 148, 149

Savitskaya I.M. 56, 208

Savitskiy V.V. 50, 51, 128, 148

Schleser M. 43

Selin R.V. 44, 59

Selyutin A.A. 55, 191

Semikin V.F. 54, 55, 175, 202

Semyonov A.P. 48, 99

Senchenkov I.K. 47, 54, 89, 184

Senchishin V.S. 54, 185

Serenko A.N. 50, 125

Severin A.Yu. 54, 189

Shabliy O.M. 54, 185

Shalaev V.A. 51, 147

Shalimov M.P. 45, 65

Shapka V.A. 46(2), 48, 78(2), 108

Shapovalov E.V. 48, 52(2), 101, 155, 156

Shapovalov V.A. 55(4), 191, 192, 196, 197

Shchupak S.A. 52, 157

Shekero A.L. 51, 52, 147, 157

Sheleg V.K. 49, 121

Shelyagin V.D. 48, 50, 109, 130

Shevtsov Yu.O. 54, 183

Sheyko I.V. 55, 196

Shishkevich A.S. 53, 169

Shiyan K.V. 51, 149

Shkaboj N.A. 55, 201

Sholokhov M.A. 49(2), 110(2)

Shulym V.F. 48, 101

Shvab S.L. 54, 182

Sidorets V.N. 47, 93

Simutenkov I.V. 53, 170

Sineok A.G. 48(2), 99, 100

Sinyuk V.S. 47, 96

Sirenko T.A. 49, 119

Skalsky V.P. 50, 51, 134, 135

Skok A.G. 47, 88

Skolozdra O.S. 49, 115

Skorina N.V. 45, 72

Skuba T.G. 48, 101

Skulsky V.Yu. 47, 48, 87, 106

Snarsky A.S. 51, 137

Solovey S.A. 50, 124

Solovjev V.G. 54, 55, 175, 202

Sommitsch Ch. 43

Sorokin M.S. 46, 52, 84, 151

Soua Slim 43

Stankevich O.M. 51, 135

Statkevich I.I. 55(2), 190(2)

Stepanyuk S.N. 55, 194

Stepchenko D.N. 45, 73

Strelchuk V.V. 52(2), 164, 165

Sukhovaya E.V. 54, 185

Suprun S.A. 47, 92

Sushy L.F. 55, 202

Sviridov A.V. 51, 142

Sysoev V.N. 46, 81

NAME INDEX

221

Tat-Hean Gan 43

Tatarin B.P. 51, 139

Telichko V.A. 48, 103

Terekhov G.V. 56, 208

Ternovoj E.G. 48, 101

Timoshenko O.M. 46, 85

Titomir I.A. 205, 206

Tkach V.N. 51, 144

Tkachenko A.N. 49, 50, 116, 126

Tkachenko S.A. 49, 50, 116, 126

Tkachenko Yu.G. 54, 179

Tkachuk G.I. 50, 128

Tolsty S.N. 48, 99

Troitskaya N.V. 52, 157

Troitskiy V.A. 52(4), 152, 153(2), 154

Tsaryuk A.K. 47, 48(2), 87, 106(2)

Tsirulnik O.T. 51, 136

Tsvetkov Yu.V. 44, 55, 195

Tsymbalistaya T.V. 53, 167

Tulupov V.I. 45, 63

Tunik A.Yu. 53(2), 55, 166, 174, 194

Turyk E. 49, 112

Tyurin Yu.N. 54, 177

Uchanin V.M. 52, 155

Ueyama T. 43

Uglov V.V. 46(2), 76, 77

Ustinov A.I. 48(2), 102, 103

Valevich M.L. 54, 177

Vasiliev D.V. 46, 79

Velikoivanenko E.A. 50, 131

Verkhorubov V.S. 53, 172

Vertetskaya I.V. 46, 78

Vigilyanskaya N.V. 52, 53, 163, 166

Vilarinho Lau 43

Vilarinho Lou 43

Vilchinsky A.I. 204

Vladimirov A.V. 45, 61

Vlasov A.F. 55, 192

Voynarovich S.G. 52, 53(2), 163, 168, 174

Volkov D.A. 53, 169

Volos A.V. 52(2), 164, 165

Voloshin V.A. 51, 136

Voronov V.V. 48, 105

Vus O.B. 49, 115

Vydymysh P.A. 47, 97

Wielage B. 47, 95

Winkler R. 44

Yakimov D.Yu. 55, 201, 204, 206

Yakusha V.V. 55, 197

Yantsevich K.V. 52, 53, 162, 167

Yaremenko M.A. 52, 150

Yarmonov S.V. 47, 97

Yaros Yu.A. 46, 82

Yukhimets P.S. 51, 147

Yurchenko D.Z. 54, 179

Yushchenko K.A. 47(2), 49(2), 51(2), 92, 97,111(2), 143, 144

Zadery B.A. 49, 111

Zadoya V.G. 52(2), 164, 165

Zainulin D.I. 45, 70

Zakharov L.S. 45, 71

Zankovets P.V. 49, 121

Zapara V.I. 52, 156

Zelnichenko A.T. 56, 204

Zeman W. 43

Zhdanov S.L. 51, 140

Zhdanov V.A. 54, 175

Zhernosekov A.M. 47, 93

Zolotopupova T.B. 45, 68

Zuev A.V. 48, 108

Zvirko O.I. 51, 136

Zvyaginsteva A.V. 49, 51, 111, 144

Zydzik-Bialek A. 49, 112

NAME INDEX

222

WELDING AND RELATED TECHNOLOGIES. PRESENT AND …Нестеренко Н.П., Дьяченко...

Documents

Transcript of WELDING AND RELATED TECHNOLOGIES. PRESENT AND …Нестеренко Н.П., Дьяченко...