• Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона
    Національної академії наук України

    Bідділ №47 «Імпульсні процеси та технології дугового зварювання»

    Gernosekov
    Жерносєков Анатолій Максимович

    Завідувач відділу, доктор технічних наук,
    старший науковий співробітник

    Склад відділу

    Загальна чисельність працівників 11, у тому числі:
    2 доктора наук.

    1. 1
      Жерносєков Анатолій Максимович

      Завідувач відділу, доктор технічних наук,
      старший науковий співробітник

      Tел.: +38 044 200-44-78,

      E-mail: zhernosekov@paton.kiev.ua

    2. 2
      Коротинський Олександр Євтіхійович

      Завідувач лабораторією, доктор технічних наук

      Тел.: +38 044 205- 20-36

      E-mail: epis@ukr.net

    3. 3
      Шатан Олександр Федорович

      Науковий співробітник

      Тел.: +38 044 205-20-39

      E-mail: shatanaf57@gmail.com

    Науково-дослідний відділ «Імпульсні процеси і технології дугового зварювання» №47 створено 01.01.2017 р. на підставі статуту Інституту електрозварювання ім. Є.О.Патона Національної академії наук України шляхом реорганізації відділу «Джерела живлення» і переведення в його склад лабораторії «Автоматизація наукових досліджень» з новою назвою лабораторії «Імпульсні перетворювачі для енергозберігаючих зварювальних технологій». В свій час у зазначених структурних підрозділах працювали відомі вчені в області електрофізичних проблем дугового зварювання,  розробки джерел живлення та автоматизації процесів зварювання: д.т.н, проф. Заруба І.І., д.т.н. Цибулькін Г.О.,  к.т.н. Шейко П.П., к.т.н. Дименко В.В.

    До складу відділу входить лабораторія «Імпульсні перетворювачі для енергозберігаючих зварювальних технологій».  Завідувач лабораторією, доктор технічних наук, с.н.с Коротинський Олександр Євтіхійович, epis@ukr.net, (044) 205- 20-36.

    +38 044 200-44-78
    Основні напрямки науково-технічної діяльності

    • Дослідження особливостей електрофізичних процесів при дуговому зварюванні: стійкості дугового розряду, плавлення електрода і перенесення металу в дузі, визначення вимог до зварювальних джерел живлення, розробка алгоритмів управління джерелами живлення для досягнення необхідного технологічного ефекту і вдосконалення технології зварювання.
    • Розробка та вдосконалення спеціалізованих джерел і систем живлення електричних дуг. Дослідження електромагнітних процесів в джерелах живлення, розробка методики їх розрахунків, розробка нових типів зварювальних джерел постійного і змінного струму для ручного, механізованого та автоматичного зварювання, в тому числі і програмно-керованих для імпульсно-дугового зварювання.
    • Розробка та вдосконалення технологій дугового зварювання шляхом застосування імпульсних процесів: імпульсно-дугове зварювання алюмінієвих сплавів різних систем легування; гібридне імпульсне лазерно-дугове зварювання; імпульсно-дугове зварювання вуглецевих конструкційних сталей, включаючи високоміцні сталі; імпульсно-дугове зварювання порошковими дротами, включаючи самозахисні дроти; зварювання змінним струмом зі стабілізацією горіння дуги.

    Основні напрямки науково-технічної діяльності лабораторії «Імпульсних перетворювачів для енергозберігаючих зварювальних технологій» у складі відділу № 47:

    • Проведення теоретичних і прикладних досліджень в області імпульсних технологій зварювання із застосуванням конденсаторів надвеликої місткості (суперконденсаторів).
    • Розробка та дослідження роботизованих методів в області дугового зварювання, розвиток методів керованого орбітального зварювання на основі сучасних інформаційних технологій (штучні нейронні мережі, генетичні алгоритми).
    • Розвиток нових підходів і методів проектування зварювальних джерел струму на основі високочастотних перетворювачів, розвиток резонансних технологій в області дугового зварювання.
    • Розвиток методів і технічних засобів створення обладнання в області зварювання на основі «зелених» технологій, створення високоефективних зварювальних комплексів на базі мініелектростанцій.

    Основні результати роботи відділу
    Результати роботи відділу за останні 5 років (наукові та науково-технічні):

     

           2016 р. Розробка та створення устаткування для реалізації енерго- та ресурсозберігаючих процесів в імпульсних технологіях зварювання з використанням суперконденсаторів. Розробка джерела змінного струму низької регульованої частоти для  зварювання під шаром флюсу. Науково-технічні роботи з  ТОВ «Дослідний завод зварювального устаткування інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона»: розробка  алгоритмів  управління для джерел живлення на струм 650 А і 1250 А при дуговому зварюванні під флюсом і в суміші захисних газів плавким електродом.

           2017 р.  Відпрацювання технології механізованого зварювання плавким електродом у середовищі суміші захисних газів трубопроводів високого тиску енергоблоків АЕС та створення дослідного зразка імпортозамінюючого обладнання для реалізації цієї технології. Науково-технічні роботи з ТОВ «Дослідний завод зварювального устаткування інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона» щодо вдосконалення обладнання інверторного типу для дугового зварювання плавким електродом в захисних газах.

    2018 р. Теоретична та апаратна реалізація зворотних зав’язків систем управління трифазними дуговими випрямлячами для належного формування їх вольт-амперних характеристик та модифікацій  зворотних зав’язків. Розроблена універсальна та малогабаритна система управління дуговими випрямлячами із можливістю її застосування в установках для зварювання в середовищах інертних та активних газів.

    2019 р.  Досліджено комбінований процес імпульсно-дугового зварювання з накладенням напруги високочастотних імпульсів, яка представляє  собою квазігармонічні коливання.  Досліджено  закономірності  процесу утворення  металу швів і зварних з’єднань алюмінієвих сплавів при імпульсних діях на краплю електродного металу. Визначені параметри імпульсів та режими зварювання щодо підвищення механічних характеристик швів та зварних з’єднань. Розроблені схемні рішення щодо топології енергоефективного джерела  живлення для дугових процесів зварювання алюмінієвих сплавів.

          2020 р. Розроблені алгоритми управління змінним струмом дуги, генерації імпульсів ініціалізації запалення дуги та імпульсів її стабілізації при зварюванні неплавким електродом з напругами синусоїдальної та прямокутної форми. Визначені параметри імпульсів, які призводять до суттєвого зменшення коефіцієнта гармонічних спотворень.

    Проведено дослідження щодо імпульсно-дугового зварювання  плавким електродом алюмінієвих сплавів різних систем легування та визначені параметри спеціалізованих імпульсів ступінчастої форми.

    Розроблено алгоритм аналізу зварювальних струмів та напруг на дузі методом «Зухтона», показана його ефективність для точної оцінки ефективних значень зварювальних струмів при імпульсних процесах. Розроблені датчики електричних параметрів, що виключають дію потужності спотворень.

    Розроблено  джерело живлення зварювальної дуги, що функціонує в режимі передачі енергії від ємнісного накопичувача та являє собою двоканальну (тандемну) схему і дозволяє реалізувати на практиці режим дозованого дугового зварювання,  наплавлення та різання.

    Публікації
    Статті (вибрані):

     

    1. Сидорец В.Н., Жерносеков А.М., Рымар С.В. Импульсно-дуговая сварка как основа современных технологий сварки плавящимся электродом. Вісник Донбаської Державної Машинобудівної Академії. 2016. №2 (38). С. 221–225.
    2. Коротинський О.Є. Скопюк М.И. Интеллектуализация процессов контроля параметров дуговой сварки. Автоматическая сварка. 2017. № 5-6. С. 15-19. https://doi.org/10.15407/as2017.06.02.
    3. Вертецкая И.В. Коротинський О.Є. Использование дифференциального тейлоровского преобразования для моделирования процессов в резонансных источников питания. Автоматическая сварка. 2017. № 5-6. С. 105-107. https://doi.org/10.15407/as2017.06.17
    4. Лобанов Л. М., Махлин Н. М., Коротынский А. Е., Буряк В. Ю., Сипаренко А. Г. Резистометрический способ измерения скорости сварки для тренажерных сварочных систем. Автоматическая сварка. 2018. № 1. С. 15-21. https://doi.org/10.15407/as2018.01.02.
    5. Лобанов Л.М., Махлін Н.М., Водолазський В.Е., Коротинський О.Е., Жерносєков А.М. Попов В.Є., Скопюк М.І., Лавров С.І., Кудряшев В.Б. Сучасне вітчизняне обладнання для механізованого зварювання трубопроводів високого тиску другого контуру енергоблоків АЕС України. Наука та інновації. 2018, 14 (2).  С. 67–88.
    6. Махлин Н. М., Водолазский В. Е., Попов В. Е., Коротынский А. Е., Лавров С. И. Выбор технологии сварки при изготовлении и восстановительном ремонте спиралей подогревателей высокого давления энергоблоков АЭС. Автоматическая сварка. 2018. №4. С.37-43. https://doi.org/10.15407/as2018.04.07.
    7. Лобанов Л. М., Махлин Н. М., Коротынский А. Е., Водолазский В. Е., Буряк В. Ю. Современные аппаратно-программные комплексы для подготовки сварщиков. Автоматическая сварка. 2018. №5. С.39-45. https://doi.org/10.15407/as2018.05.07.
    8. Халіков В.А., Жерносєков А.М., Шатан О.Ф. Системи управління установками для дугового зварювання плавким електродом в захисних газах.

    Сварщик. 2020.  № 2.  С. 16–20.

    1. Коротинський О.Є., Скопюк М.І., Вертецька І.В. Високоефективні джерела для дугового зварювання на основі ємнісних накопичувачів електричної енергії. Автоматичне зварювання. 2021. № 3. С.47-53. https://doi.org/10.37434/as2021.03.08.

     

     

     

           Патенти (вибрані) за період  2016 – 2020:

    1.Спосіб імпульсно-дугового розділювального різання однополярним струмом: пат. № 111498 Україна (10.11.2016, бюл. № 21/2016). Автори: Патон Б.Е.,  Коротинський О. Є., Драченко М.П.,  Шапка В. О., Скопюк М. І.

    1. Спосіб регулювання процесу імпульсно-дугового зварювання плавким електродом в середовищі захисних газів: пат. № 120090 Україна, МПК 7 В23 К 9/09 (25.10.17; Бюл. № 20). Автори: Жерносєков А.М., Мельнічєнко Н.М., Пентегов І.В., Сидорець В.М., Римар С.В.
    2. Способ импульсной лазерно-дуговой сварки一种脉冲激光-电弧焊接方法: пат. ZL201510296236.9 КНР (2017-10-20). Автори: И.Кривцун, В.Коржик, В.Хаскин, А.Жерносеков, ZIYILUO, HEXINGCHEN, YAQINWANG, CHUNLINDONG, SHANGUOHAN, DETAOCAI / Китайско-украинский институт сварки им. Е.О. Патона (г. Гуанчжоу).
    3. Спосіб одностороннього контактного точкового зварювання: пат. №114583 Україна (10.03.2017, бюл. № 5/2017). Автори: Коротинський О. Є., Скопюк М. І.
    4. Спосіб керування багатопостовою системою дугового електричного зварювання з накопичувачем: пат. № 116573 Україна (25.05.2017, бюл. №10/2017). Aвтори: Патон Б.Е., Коротинський О. Є., Скопюк М. І.
    5. Пристрій для одностороннього контактного точкового зварювання: пат. №117823 Україна (10.07.2017, бюл. № 13/2017). Автори: Коротинський О. Є., Скопюк М. І., Драченко М.П.
    6. Джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом: пат. №116280 Україна (26.02.2018, бюл. № 4/2018). Автори: Махлін Н.М., Коротинський О. Є., Скопюк М. І.
    7. Багатопостова система автоматичного орбітального зварювання неплавким електродом: пат № 116407 Україна (12.03.2018, бюл. № 5/2018). Автори: Лобанов Л. М., Махлін Н. М, Коротинський О. Є., Проскудін В. М., Буряк В. Ю., Тихонько К. С., Скопюк М. І.; Водолазьський В. Є., Сіпаренко О. Г., Оліяненко Д. С.
    8. Спосіб ручного дугового зварювання та пристрій для його здійснення: пат. № 117144 Україна (25.06.2018, бюл. № 12). Автори: Лобанов Л. М., Махлін Н. М., Коротинський О. Є., Скопюк М. І., Буряк В. Ю., Сіпаренко О. Г., Попов В.Є.
    9. Спосіб визначення просторового положення електрода при дуговому зварюванні та пристрій для дугового зварювання: пат. №116701 Україна (25.04.2018, бюл. № 8/2018). Автори: Лобанов Л. М., Махлін Н. М., Коротинський О. Є., Буряк В. Ю., Сіпаренко О. Г., Скопюк М. І., Водолазьський В. Є., Оліяненко Д. С.
    10. Горизонтальний обертач для дугового зварювання деталей трубних конструкцій: пат. № 120649 Україна (10.01.2020, бюл. № 1/2020). Автори: Лобанов Л. М., Водолазьський В. Є., Махлін Н. М., Коротинський О. Є., Жерносеков А.М., Попов В.Є., Скопюк М. І.
    11. Джерело живлення для тандемного дугового ММА зварювання: пат. №140340 Україна (25.02.2020, бюл. № 4/2020). Автори: Коротинський О. Є., Скопюк М. І., Драченко М. П.
    12. Пристрій для зварювання плавким електродом виробів з алюмінію та його сплавів: пат. № 141228 Україна, МПК  В23 К 9/00, (25.03.20; бюл. № 6). Автори: Коротинський О.Є., Жерносєков А.М., Скопюк М.І., Драченко М.П.
    13. Пристрій для зварювання плавким електродом: пат. №141228 Україна (25.03.2020, бюл. № 6/2020). Автори: Коротинський О. Є., Жерносєков А. М., Скопюк М. І.; Драченко М. П.
    14. Спосіб автоматичного дугового зварювання стиків тонкостінних труб неплавким електродом: пат. № 122527 Україна (25.11.2020, бюл. № 22/2020). Автори: Лобанов Л. М., Махлін Н. М., Коротинський О. Є., Водолазьський В. Є., Буряк В. Ю., Сіпаренко О. Г., Скопюк М. І.,  Попов В.Є.

    Підготовка наукових кадрів
    Завідувач відділу, доктор технічних наук, с.н.с. А.М. Жерносєков с 2019 р. науковий керівник аспіранта Мухи Андрія Олександровича.

    Д.т.н. А.М. Жерносєков викладає аспірантам ІЕЗ ім. Е.О.Патона НАН України дисципліну «Управління електрофізичними  процесами  при зварюванні плавленням», спеціальність «Матеріалознавство».

    Відзнаки наукових співробітників

    • Лауреат премії «Найкращий винахід року в галузі зварювання» Скоп’є, Македонія д.т.н. О.Є. Коротинський (1998).
    • Відзнака «Лідер Паливно – енергетичного комплексу 2006» в номінації «Науково-технічна розробка» Шатан О.Ф. (2006).
    • Відзнака Президії Національної академії наук України за наукові досягнення д.т.н. О.Є. Коротинський (2009).
    • Лауреат державної премії України в галузі науки і техніки. За роботу «Ключові технології виробництва кремнієвих сонячних елементів та енергетичних систем на їх основі» д.т.н. О.Є. Коротинський (2013).

    Поточні проекти та перспективні розробки

    1. Дослідження закономірностей та фізико-технічних особливостей дугового зварювання плавким електродом в імпульсному режимі конструкцій відповідального призначення в усіх просторових положеннях, в тому числі під водою (2017-2021).
    2. Дослідження імпульсних дугових процесів зварювання алюмінієвих сплавів струмом керованої форми та розробка енергоефективного устаткування (2019-2021).
    3. Створення технології автоматизованого дугового зварювання трубопроводів високого тиску з S – подібною ділянкою енергоблоків АЕС та зразка обладнання для її реалізації (2021).

    Перспективні проекти

    1. Розробка та вдосконалення технологій і устаткування дугового зварювання шляхом застосування спеціалізованих імпульсних дій: імпульсно-дугове зварювання конструкційних сталей, імпульсно-дугове зварювання алюмінієвих сплавів різних систем легування; гібридне імпульсне лазерно-дугове зварювання; плазмово-дугове; імпульсно-дугове зварювання порошковими дротами; зварювання змінним струмом зі стабілізацією горіння дуги плавким електродом в захисних газах.
    2. Розвиток робіт в області створення нового обладнання для дугового зварювання, що буде орієнтуватися на використання концепції кіберфізичних систем. Роботи по інтелектуалізації систем контролю параметрів імпульсно-дугового зварювання для  підвищення точності контролю як в статичному, так і в динамічному режимах.
    3. Створення нових топологічних схем зварювальних джерел, дослідження і створення перетворювачів з перенесенням заряду та поліпшеними параметрами енерго- і ресурсозбереження