Отделы ИЭС им. Е. О. Патона

Paton Electric Welding Institute
of NAS of Ukraine

Главная

About us

Departments

№77 Специализированная высоковольтная техника и лазерная сварка

Зав. отделом

к.т.н, ведущ. научн. сотр., Шелягин Владимир Дмитриевич

Основные направления деятельности отдела

разработка технологических процессов лазерной сварки и родственных технологий; разработка прецизионного оборудования для лазерной сварки и обработки материалов; разработка высоковольтных и высокочастотных систем питания сварочной техники.

Общая информация

История

Работы в области создания различных систем питания сварочной техники наземного назначения проводились в отделе №1 под руководством академика В. К. Лебедева, а космического назначения – под руководством академика Б. Е. Патона. Их выполняла группа сотрудников, объединенных 1987г. в лабораторию «Специализированной высоковольтной техники» (зав. лабораторией В. Д. Шелягин). В 1996 г. на базе этой лаборатории был создан научный отдел №77 «Специализированной высоковольтной техники и лазерной сварки», а первым заведующим отделом назначен В. Д. Шелягин.

Кадровый состав

Кандидаты технических наук: 5 чел.

Ведущие научные сотрудники: 1 чел.

Старшие научные сотрудники: 2 чел.

Научные сотрудники: 2 чел.

Младшие научные сотрудники: 3 чел.

Инженеры: 14 чел.

Техники: 2 чел.

Рабочие: 4 чел.

Научно-лабораторная база и техническое оснащение:

имеются 6 лазерных технологических комплексов. В их состав входят: СО2-лазеры мощностью от 800 Вт до 10 кВт; диодный лазер мощностью до 2 кВт; Nd:YAG-лазеры мощностью от 200 Вт до 4,4 кВт; два трехкоординатных и один двухкоординатный манипуляторы; три сварочных поста на базе токарно-винторезных станков; оборудование и оснастка оригинальной разработки.

Методы исследований

проведение теоретической проработки и инженерных расчетов на основе имеющегося опыта и обзора литературы; создание эскизных проектов; изготовление функциональных и полномасштабных моделей; проведение электрических, механических и технологических экспериментов, металлографические исследования, определение характерных дефектов и путей их устранения; разработка технологических процессов, которые могут реализовываться как на комплексах отдела, так и на оборудовании заказчика; необходимые физико-механические исследования; конструирование и изготовление лазерных и энергетических комплексов, а также дополнительной специальной оснастки для внедрения разработанных технологий.

Публикации:

сотрудниками отдела опубликовано более 530 монографий и статей, получено более 70 положительных решений по заявкам на изобретения. В последние годы вышли следующие работы:

Книги:

1. Гаращук В.П. Основи фізики лазерів. Лазери для термічних технологій: Навчальний посібник. – Київ: ІЕЗ ім. Є.О.Патона, 2005. – 244 с.

2. Основи схемотехніки електронних систем: Підручник / Бойко В.І., Жуйков В.Я., Зорі А.А., Співак В.М., Терещенко Т.О., Шелягін В.Д.– К.: ПЦ « Аверс»., 2004. – 780 с.

3. Схемотехніка електронних систем: У 3 кн. Кн.1. Аналогова схемотехніка та імпульсні пристрої: Підручник / Бойко В.І., Гуржій А.М., Жуйков В.Я., Зорі А.А., Співак В.М., Терещенко Т.О. – 2-ге вид., допов. і переробл. – К.: Вища шк., 2004. – 366 с.

4. Схемотехніка електронних систем: У 3 кн. Кн.2. Цифрова схемотехніка: Підручник / Бойко В.І., Гуржій А.М., Жуйков В.Я., Зорі А.А., Співак В.М., Терещенко Т.О., Багрій В.В. – 2-ге вид., допов. і переробл. – К.: Вища шк., 2004. – 408 с.

5. Схемотехніка електронних систем: У 3 кн. Кн.3. Мікропроцесори та мікроконтролери: Підручник / Бойко В.І., Гуржій А.М., Жуйков В.Я., Зорі А.А., Співак В.М., Терещенко Т.О., Петергеря Ю.С., Якименко Ю.І. – 2-ге вид., допов. і переробл. – К.: Вища шк., 2004. – 455 с.

6. Системы управления лучевых технологических установок./ Спивак В.М., Терещенко Т.А., Шелягин В.Д., Младенов Г.М.,-- К. : Тэхника, 1988.—272 с.

Статьи:

1. Хаскин В.Ю., Павловский С.Ю., Гаращук В.П., Шелягин В.Д., Царюк А.К., Чижская Т.Г. Лазерное термоупрочнение комплексно легированных сталей с низким и средним содержанием углерода // Доповіді НАН України - 2000. - №2 - С. 102-106.

2. Хаскин В.Ю., Павловский С.Ю., Гаращук В.П., Шелягин В.Д., Царюк А.К., Чижская Т.Г. Свойства доэвтектоидных комплексно-легированных сталей после лазерной термообработки // Автомат. сварка. - 2000. - №5. - С. 53-57

3. Хаскин В.Ю., Павловский С.Ю., Гаращук В.П., Шелягин В.Д., Гончаренко Е.И. Особенности сварки тонколистовых низкоуглеродистых сталей импульсно-периодическим излучением СО2-лазера // Автомат. сварка. - 2001. - №2 – С.42-45.

4. Козубенко И.Д., Хаскин В.Ю., Черниенко В.Д. Технология лазерной наплавки и термообработки деталей колесных пар подвижного состава // Автомат. сварка. - 2001. - 3 – С.35-37.

5. Шелягин В.Д., Гаращук В.П., Хаскин В.Ю., Сидорец В.Н., Сахарнов А.В., Гончаренко Е.И. Лазерная сварка стыковых соединений с высокочастотным подогревом кромок // Автомат. сварка. - 2001. - №11 – С.28-31.

6. Гаращук В.П., Хаскин В.Ю. Перспективы использования лазерных технологий в промышленности Украины // Автомат. сварка. - 2001. - №12 – С.18-20

7. Гаращук В.П., Хаскин В.Ю. Лазерная наплавка доэвтектоидных комплексно-легированных сталей // Автомат. сварка. - 2002. - №3 – С.53-54.

8. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю. Тенденции развития лазерно-дуговой сварки // Автомат. сварка. - 2002. - №6 – С.28-33.

9. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Сиора А.В., Сахарнов А.В., Гончаренко Е.И. Лазерная сварка тонколистовых сталей с использованием специальных приемов // Автомат. сварка. – 2003. - №1 – С. 41-44.

10. Shelyagin V.D., Khaskin V.Yu. Siora A.V., Bernatsky A.V. Technological peculiarities of different processes of laser cladding // International Conference on Laser Technologies in Welding and Materials Processing. – Ukraine, Crimea. – May 19-23, 2003. – P. 194-198.

11. Shelyagin V.D., Khaskin V.Yu. Siora A.V., Bernatsky A.V. Development of laser welding techniques // International Conference on Laser Technologies in Welding and Materials Processing. – Ukraine, Crimea. – May 19-23, 2003. – P. 222-226.

12. Хаскин В.Ю., Бернацкий А.В., Сиора А.В. Лазерное термоупрочнение комплексно легированных сталей // Процессы литья. – 2003. - №3 – С. 93-95.

13. Хаскин В.Ю. Комбинированные лазерно-дуговые процессы // Сварщик. – 2003. - №6(34) – С. 18-19.

14. Шелягин В.Д., Гаращук В.П., Хаскин В.Ю. Работы Института электросварки им. Е.О.Патона в области лазерных термических технологий // Лазерные технологии и опыт их внедрения: Научно-практич. сборник. – Научн.-технич. информ.-учебный центр ЛАС, М., 2004 – С. 32-37.

15. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Набок Т.Н., Спивак В.М. Практика применения инверторного источника электропитания для лазерно-дуговой сварочной установки // Технічна електродинаміка, тематичний випуск. – К., 2004. – С. 33-34.

16. Жадкевич М.Л., Шаповалов В.А., Никитенко Ю.А., Хаскин В.Ю., Бернацкий А.В., Сиора А.В. Аморфные металлические структуры // Проблемы сварки, металлургии и родственных технологий: Сборн. трудов ІХ междунар. научн.-техн. конф., Тбилиси, 21-22 окт. 2004. – С. 87-97.

17. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Лукашенко А.Г. Резка излучением СО2-лазера корпусов дисковых пил // Автомат. сварка. – 2005. - №2 – С. 47-49.

18. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Нефедов Ю.Н., Лукашенко А.Г. Технологии лазерной и плазменной резки, разработанные в ИЭС им. Е.О.Патона для промышленного внедрения // Сварщик. – 2005. - №6(46) – С. 6-9.

19. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Набок Т.Н., Бернацкий А.В., Сиора А.В. Гибридная лазерно-дуговая сварка углеродистых сталей и алюминиевых сплавов // Доповіді НАН України. – №7, 2005. – С. 97-102.

20. Shelyagin V.D., Krivtsun I.V., Borisov Yu.S., Khaskin V.Yu., Nabok T.N., Siora A.V., Bernatsky A.V., Vojnarovich S.G., Kislitsa A.N., Nedej T.N. Laser-Arc and Laser-Plasma Welding and Coating Technologies // The Paton Welding journal. – 2005. - №8. – P. 44-49.

21. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Шитова Л.Г., Набок Т.Н., Сиора А.В., Бернацкий А.В., Чижская Т.Г. Многопроходная сварка сталей больших толщин с использованием лазерного излучения // Автомат. сварка. – 2005. - №10 – С. 48-52.

22. Шелягин В.Д., Кривцун И.В., Борисов Ю.С., Хаскин В.Ю., Набок Т.Н., Сиора А.В., Бернацкий А.В., Войнарович С.Г., Кислица А.Н., Недей Т.Н. Лазерно-дуговые и лазерно-плазменные технологии сварки и нанесения покрытий // Сварка в Сибири. – 2006. - №1. – С. 32-36.

23. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Переверзев Ю.Н. Лазерно-микроплазменное легирование и нанесение покрытий на стали // Автомат. сварка. – 2006. – №2 – С. 3-6.

24. Гаращук В.П., Величко О.А., Хаскин В.Ю., Тихомиров А.В. Машиностроение. Энциклопедия. Технология сварки, пайки и резки. Т. ІІІ-4. 2.6.5. Лазерные способы // М.:Машиностроение. – 2006. – 768 с.; ил.

25. Воропай Н.М., Илюшенко В.М., Хаскин В.Ю., Мишенков В.А. Особенности тепловых процессов при микроплазменной и лазерной сварке // Сварщик. – 2006. – №2 – С. 21-23.

26. Воропай Н.М., Илюшенко В.М., Хаскин В.Ю. Выбор защитного газа для гибридного процесса лазерно-дуговой сварки // Сварщик. – 2006. – №4 – С. 20-23.

27. Шонин В.А., Машин В.С., Недей Т.Н., Хаскин В.Ю. Остаточные напряжения в соединениях тонколистового сплава АМг6, вызванные дуговой и лазерно-дуговой сваркой // Автомат. сварка. – 2006. – №9 – С. 26-31.

28. Шелягин В.Д., Хаскин В.Ю., Сиора А.В., Бернацкий А.В., Гончаренко Е.И., Чижская Т.Г. Лазерная и лазерно-дуговая сварка сталей в защитных газах // Автомат. сварка. – 2007. – №1 – С. 34-38.

Области практического применения, примеры успешных проектов

оборудование для технологических и научных работ в космосе; системы электропитания для производства труб и их обработки; атомная энергетика; заготовительное производство; машино- и приборостроение; наземный и водный транспорт; инструментальное производство; ремонтно-восстановительные работы.

Примеры внедрений:

- 1969 г. – создание систем питания различных способов сварки для технологического аппарата « Вулкан»; испытание на ОС «СОЮЗ-6»;

- 1973-1975 гг. – разработка и исследования ускорителей электронов большой мощности для научных исследований космической плазмы и ионосферы Земли по отечественному проекту «ЗАРНИЦА» и международному «АРАКС»;

- 1978 г. – создание и внедрение системы питания лазерных технологических комплексов мощностью 5 кВт (ЛТ 1-5);

- 1984 г. – создание и внедрение системы питания лазерных технологических комплексов мощностью 5 кВт (ЛТ 100);

- 1979, 1980, 1981, 1984, 1987 и 1989 гг. – разработка и испытания серии аппаратов типа «ИСПАРИТЕЛЬ» и «ИСПАРИТЕЛЬ-М» и проведение научных экспериментов на ОС « СОЮЗ- 6», «СОЮЗ-7» и ОС «МИР»;

- 1984 г. – разработка и исследования высоковольтного ускорителя электронов аппарата «УРИ»; исследования на ОС «САЛЮТ-7»;

- 1987 г. – создание и внедрение на Калужском турбинном заводе и НПО «АСТРОФИЗИКА» системы питания лазера с возбуждением электронным пучком, мощностью 30 кВт (ЛУРС-30); системы питания лазерной установки мощностью 300кВт (ИВ 111);

- 1991 г. – создание, исследования и запуск с полигона Плисецк научного комплекса с двумя ускорителями электронов по международному проекту «АПЭКС»;

- 1991-2005 гг. – разработаны и внедрены на 12 трубопрокатных станах высокочастотные источники питания мощностью 160, 250 и 400кВт. (Новомосковский, Одесский, Дергачевский, Покровский (Россия), СКМЗ Краматорск, Днепропетровскметаллопром, БЕЛТЕН(Белорусь) и т.д.;

- 1983 г. – по настоящее время разработаны и внедрены системы питания для электроннолучевого напыления ( ИВ113-ИВ114, ИВ118- ИВ119);

- 1998 г. – создание и внедрение лазерного комплекса по сварке дисковых пил и соответствующего технологического процесса (ОАО «Укрдиамант», г. Полтава);

- 2003/2004 гг. – восстановление промышленного лазерного комплекса RS2000 (Жулянский машиностроительный завод «ВИЗАР»);

- 2002, 2004 и 2007 гг. – создание и внедрение установок аустенизации гибов труб котлов теплоагрегатов САУ-77 БЕРН, МАШАГРОПРОМ, БЕЛОЗЕРСКИЙ ЭНЕРГОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД (Республика Беларусь);

- 2005 г. – создание и внедрение автоматизированного комплекса лазерной сварки и резки (ТОВ «МВСС», г. Бровары);

- 2006/2007 гг. – разработка технологии лазерной сварки и изготовление фильтрующих элементов химического оборудования (Черновицкий химический завод, г. Черновцы);

- с 1998 г. по настоящее время – работы по лазерному восстановлению деталей машин и механизмов, в т.ч. автомобильного транспорта (по отдельным договорам);

- с 2000 г. по настоящее время – работы по лазерной резке листовых материалов (по отдельным договорам).

Национальные проекты и международное сотрудничество

- «Розробка технології та обладнання для лазерного різання та зварювання тонкостінних складнопрофільних конструкцій із сталей і кольорових сплавів» (відомча тематика 1.6.1.77.3 на період з 2007 по 2009 рр.);

- «Дослідження фізико-хімічних і теплових явищ при нанесенні покриттів і модифікуванні поверхні в умовах гібридних і комбінованих лазерно-плазмових процесів» (цільова наукова програма НАНУ „Фундаментальні проблеми створення матеріалів з наперед заданими властивостями, методів їх з’єднання і обробки” 1.6.1.73.77.28 на період з 2007 по 2009 рр.);

- «Підвищення експлуатаційного ресурсу трубопроводів шляхом застосування лазерних і комбінованих технологій зварювання трубних сталей» (програма «Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин (РЕСУРС)», договір №141Р7.18-2007 на період з 2007 по 2009 рр.).