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

    Відділ № 8 “Оптимізація зварних конструкцій нової техніки”

    Лобанов Леонід Михайлович

    Завідувач відділу, академік НАН України,
    доктор технічних наук, професор

    Склад відділу

    Загальна чисельність працівників 19, у тому числі:

    • 1 – доктор наук;
    • 8 – кандидатів наук
    1. 1
      Лобанов Леонід Михайлович

      Завідувач відділу,  академік НАН України,
      доктор технічних наук, професор

      • Tel.: +380 44 287-24-55
      • E-mail: lobanov@nas.gov.ua
    2. 2
      Тодорович Ніна Леонідівна

      Заступник завідувача відділу

      Tel.: +380 44 200-24-55;

      Е-mail: ntodorovych@gmail.com

    3. 3
      Пащин Микола Олександрович

      Провідний науковий співробітник

      Tel.: +380 44 205-25-35;

      Е-mail: svarka2000@ukr.net

    4. 4
      Кротенко Петро Дмитрович

      Старший науковий співробітник

      Tel.: +380 44 205-2335;

      Е-mail: p_krotenko@ukr.net

    5. 5
      Міходуй Ольга Леонідівна

      Старший науковий співробітник

      Tel.: +380 44 205-2035;

      Е-mail: olga.mikhodui@gmail.com

    6. 6
      Савицький Віктор Володимирович

      Старший науковий співробітник

      Tel.: +380 44 205-23-12;

      Е-mail: viktor.savitsky@gmail.com

    7. 7
      Тимошенко Олександр Микитович

      Старший науковий співробітник

      Tel.: +380 44 205-2117

    8. 8
      Гончаров Павло Васильович

      Старший науковий співробітник

      Tel.: +380 44 205-2117;

      Е-mail: goncharov.pavlo@gmail.com

    9. 9
      Волков Валентин Сергійович

      Старший науковий співробітник

      Tel.: +380 44 205-2481;

      Е-mail: valentinvolkov@ukr.net

    10. 10
      Волков Сергій Симонович

      Старший науковий співробітник

      Tel.: +380 44 205-23-72;

      Е-mail: teplonik@ukr.net

    Відділ було засновано у 1959 році.

    +380 44 287-24-55

    +380 44 200-24-55

    lobanov@nas.gov.ua

    ntodorovych@gmail.com

    Заплановані роботи
    Загальним завданням діяльності відділу є розвиток технологічних та конструктивних способів збільшення циклічної довговічності зварних елементів металоконструкцій як на стадії виготовлення, так і після тривалої експлуатації. В наступні п’ять років планується дослідити закономірності втомного руйнування багатошарового матеріалу, сформованого наплавленням зносостійких та конструкційних сталей, при виготовлені і відновленні виробів з вуглецевих сталей. Для цього будуть встановлені закономірності опору втомі та росту втомних тріщин зразків з одношаровим та багатошаровим наплавленням з використанням проміжних шарів металу різних систем легування; досліджена ефективність технологій ремонтного наплавлення для збільшення циклічної довговічності деталей машин при наявності тріщин втоми. Також планується встановити в впливу нерегулярного навантаження на циклічну довговічність зварних з’єднань високоміцних алюмінієвих сплавів та розробити методику для порівняння кривих втоми зварних з’єднань, отриманих при нерегулярному вузькосмуговому випадковому навантаженні з базовими кривими втоми, отриманими при регулярному навантаженні.
    Основні напрями діяльності
    –           Міцність, надійність і довговічність  зварних з’єднань  виробів та конструкцій;

    –           Методи та засоби визначення та регулювання напружено – деформаційного стану конструкцій нової техніки, що викликається  термічним  циклом  зварювання та експлуатаційними навантаженнями;

    –           Технології та обладнання для  діагностики конструкцій  авіаційної та  космічної техніки методами лазерної інтерферометрії, що включають електронну ширографію, спекл – інтерферометрію та спекл – кореляцію;

    –           Створення нових типів конструкцій  перетворюваного об’єму і дослідження їх  функціональних властивостей під дією факторів космічного простору;

    –           Технології та обладнання для  бездеформаційного зварювання конструкцій із алюмінієвих і титанових сплавів;

    –           Технології та обладнання для електродинамічної  обробки зварних з’єднань з  метою зменшення їх напружено – деформованого стану і підвищення міцності

    Найважливіші досягнення
    Результати роботи відділу (за останні 5 років).

    Відпрацьоване бездеформаційне зварювання ребристих панелей і оболонок  для паливних баків ракетно – космічної техніки. На основі  методів математичного моделювання  термомеханічних процесів при дуговому зварюванні ребристих панелей різної кривизни поверхні із високоміцного алюмінієвого сплаву проведено аналіз  температурних та напружених станів, що дозволило визначити оптимальні параметри попереднього пружного деформування для усунення  залишкових зварювальних деформацій.  Розроблені та передані конструкторському бюро «Південне»  рекомендації зі збирання та  зварювання тонкостінних панелей і оболонок  з повздовжнім оребренням в умовах їх попереднього пружного деформування,  а також  технічна документація на обладнання для реалізації в промислових умовах.

    Розвинуті наукові положення щодо розроблення  тонкостінних зварних конструкцій перетворюваного об’єму (КПО)   космічного призначення.  Розроблено алгоритм розрахунку конструктивних схем зварних багатосекційних  КПО , що дозволяє визначити їх  геометричні параметри.  Доведено можливість отримання конструктивних рішень двостінчатих КПО  і  повної зворотної трансформації багатосекційних КПО  без локальної втрати стійкості.  Розроблені наукові положення  та технології зварювання і формоперетворення будуть основою  для створення  нових типів трансформуючих конструкцій космічного призначення.

    Проведено комплекс досліджень щодо оптимізації технології та апаратури неруйнівного контролю якості методом електронної ширографії елементів аерокосмічних конструкцій із  металевих   і композиційних матеріалів.  Доведено, що  ширографічна діагностика дозволяє виявляти  пошкодження різних типів (тріщини,  стоншення внаслідок корозії, розшарування) як при виготовленні конструкцій, так і при їх експлуатації та ремонті.  За результатами виконаних досліджень розроблені рекомендації  по застосуванню  електронної\ ширографії в промислових умовах на КБ «Південне ім.Янгеля»

    Розроблено методологію та апаратуру для   електродинамічної обробки  (ЕДО)  зварних з’єднань. Встановлено, що ЕДО дозволяє значно зменшити залишкові напруження  в зварних з’єднаннях, підвищити їх довговічність при циклічних навантаженнях і виправити залишкові жолоблення тонколистових елементів зварних конструкцій. Технологія регулювання напружено – деформованих станів зварних з’єднань із застосуванням ЕДО  і апаратура для її  реалізації  за контрактом передані  Інституту промислових технологій  (КНР)  та успішно пройшли  випробування в промислових умовах для усунення жолоблення суднокорпусних конструкцій

    Поточні проекти
    Участь в міжнародних проектах:

    Савицький В.В.-  «Неруйнівний контроль якості методом електронної (ЕШ) в реальному часі і визначення залишкових зварювальних напружень методом електронної спекл-інтерферометрії (ЕСИ) в поєднанні з методом висвердлюванням отворів»

    Волков В.С. – «Зварювання в космосі – Проектування і виготовлення трансформованих металевих аерокосмічних конструкцій ”

    Пащин М.О. –  Розробка, виготовлення та налагодження установки для електродинамічної обробки (ЕДО) зварних з’єднань

     

    Проект УНТЦ “Розробка методів і способів голографічної інтерферометрії для діагностики напружено-деформованого стану і контролю якості зварних машинобудівних конструкцій”.

    “Електронно-променеве зварювання великогабаритних тонких панелей з алюмінієвого сплаву 6013-Т4” (Франція).

    “Проведення комплексу науково-дослідних робіт по розробці технології складання і зварювання конструкцій із забезпеченням високої якості і необхідної точності виготовлення” (Китай)

     

    Міжнародне співробітництво:

    Основні партнери: Китай, Франція, Норвегія, Німеччина, США.

    Публікації

    Найважливіші публікації (зокрема монографії), патенти та винаходи за останні 5 років.

     

    Монографії

    Напруження та деформації при зварюванні і паянні. Підручник. Під редакцією Л.М.Лобанова. Миколаїв. НУК. 2016. – 248 с.

     Статті

    1. Investigation of residual stresses in welded joints of heat-resistant magnesium alloy ML10 after electrodynamic treatment / Lobanov L.M., Pashchin N.A., Mikhodui O.L., Khokhova J.A // Journal of Magnesium and Alloys. – 2016. – # 4. – P.77-82 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jma.2016.04.005
    2. Electro physical unsteady processes in the system to reduce residual stresses welds/ Lobanov, L.M., Kondratenko, I.P., Zhyltsov, A.V., (…), Vasyuk, V.V., Yashchuk, V.A. Technical Electrodynamics, №6, 2016, p.10-19 (2016)
    3. Effect of the Electrodynamic Treatment on the Life of AMg6 Aluminum Alloy Weld Joints L. M. Lobanov N. A. PashchinA. N. TimoshenkoP. V. GoncharovO. L. MikhoduiYu. M. Sidorenko/ // Strength of Materials March 2017, Volume 49, Issue 2, pp 234–238 https://doi.org/10.1007/s11223-017-9862-8
    4. Effect of the Indenting Electrode Impact on the Stress-Strain State of an AMg6 Alloy on Electrodynamic Treatment / M. Lobanov, M. O. Pashchyn, O. L. Mykhodui, Yu. M. Sydorenko //Strength of Materials, May 2017, Volume 49, Issue 3, pp 369–380 ,    https://doi.org/10.1007/s11223017-9877-1
    5. Influence of the parameters of elecrodynamic actions on the stressed state of welded joints od sheets of AMg6 alloy / Lobanov L.M., Pashchin N.A., Mikhodui O.L., Cherkashin A.V. // Material Science, Vol.53, No.1, July, 2017. P. 1 – 6. (SCOPUS) https://doi.org/10.1007/s11003-017-0035-5
    6. Lobanov, L. M., Kondratenko, I. P., Zhiltsov, A. V., Pashchin, N. A., and Mikhodui, O. L.,
    7. “Development of Post-weld Electrodynamic Treatment Using Electric Current Pulses for Control of Stress-Strain States and Improvement of Life of Welded Structures,” Materials Performance and Characterization, Vol. 7, No. 4, 2018, pp. 941–955, https://doi.org/10.1520/MPC20170092.
    8. Electric Pulse Component Effect on the Stress State of AMg6 Aluminum Alloy Welded Joints Under Electrodynamic Treatment / M. Lobanov, N. A. Pashchin, O. L. Mikhodui, Yu. M. Sidorenko// Strength of Materials , March 2018, Volume 50, Issue 2, pp 246–253  https://doi.org/10.1007/s11223-018-9965-x
    9. Influence of Impulsive Electric Current on the Fine Structure of Amg6 Aluminum Alloy Subjected to Electrodynamic Treatment  / Markashova, L.I., Pashchin, N.A., Berdnikova, E.N., Mikhodui, O.L., Sidorenko, Y.M.// Materials Science54(1):82-87 · November 2018 https://doi.org/10.1007/s11003-018-0161-8
    10. Al/TiO2 bilayer coatings for space applications: Mechanical and thermoradiation properties / Lobanov L., Ustiniv A.I., Volkov V.S. and others // Thin Solid Films 668 (2018). – P.30-37.
    11. New electron beam gun for welding in space / B.E.Paton, L.M.Lobanov, Yu.V.Naidich, Yu.A.Asnis and others // The Institute of Materials, Minerals and Mining. – Science and technology of welding and joining. – 2018. – 7 p.
    12.  Construction methods and comparative evaluation of metal deployable load-carrying shell structures / Lobanov L., Volkov V., Yakimkin A. // J.Aerosp. Technol., Sao Jose dos Campos, v10.959, 2018. – 11 p.
    13. A procedure for plasticity error correction for determination of residual stresses by the ESPI-HD metod / Lobanov L., Fernandes F.A.P., Savitsky V. // Europian conference on Residual Stresses. – Leuven, Belgium. – 2018. – p.107-108. 
    14. On defects searching in regular 3D-structures/ Stetsyuk, P.I., Savitsky, V.V.// Journal of Automation and Information Sciences, 2018.
    15. Structure, mechanical properties, and stressed state of weld joints of the TiAl(Nb, Cr, Zr) intermetallic system . L. M. Lobanov, E. A. Asnis, N. V. Piskun,1 É. L. Vrzhizhevskii, O. L. Mikhodui, and I. I. Statkevich, /Strength of Materialsvolume 52, pages199–204(2020) https://doi.org/10.1007/s11223-020-00166-x
    16. Effect of Pulse Current on Residual Stresses in AMg6 Aluminum Alloy in Electrodynamic Treatment / Yu. M. Sydorenko, M. O. Pashchyn, O. L. Mykhodui, Yu. A. Khokhlova & M. A. Khokhlov // Strength of Materials volume 52, pages731–737(2020) https://doi.org/10.1007/s11223-020-00226-2
    17. Electrotechnical Complex for Electrodynamic Processing of Welded Joints / Lobanov, L.M., Kondratenko, I.P., Mikhalskyi, V.M., Pashchin, M.O., Karlov, O.M., Chopyk, V.V., Mykhodui, O.L.// Technical Electrodynamics, Volume 2020, Issue 6, 2020, Pages 1-3https://doi.org/15407/techned2020.06.061

    Патенти

    1. Патент на корисну модель № 131057. МПК (2018.01) F24S 10/00 Геліосистема грячого водопостачання / Лобанов Л.М., Волков В.С., Волков С.С., Старовіт І.С. Дата публікації відомостей про видачу патенту та номер бюлетеня: 10.01.2019, Бюл.№ 1.
    2. Патент на винахід № 118896. МПК (2019.01) В23К 15/00 В64G 4/00 Пристрій для ручного електронно-променевого зварювання і споріднених технологій у космосі /Патон Б.Є.  Лобанов Л.М., Асніс Ю.А. та ін. Дата публікації відомостей про видачу патенту та номер бюлетеня: 25.03.2019, Бюл.№ 6.
    3. Заявка на патент України № 201903456. Спосіб локальної термічної обробки зварних з’єднань інтерметаліди системи титан-алюміній. Лобанов Л.М., Асніс Ю.А., Вжижевський Є.В. та ін.
    4. Патент на винахід № 118059. МПК (2018.01) В64G 1/22 (2006/01) Спосіб побудови захищених об’ємів позаземних споруд та пристрій для його реалізації (віріанти) / Лобанов Л.М., Волков В.С., Волков С.С. Дата публікації відомостей про видачу патенту та номер бюлетеня: 12.11.2018, Бюл.№ 21.

    Перспективні розробки
    Створити новий автоматичний ширографічний комплекс , що буде включати  ширографічний інтерферометр, когерентний лазерний освітлювач,  програмний пристрій  для термічного навантаження дослідних об’єктів і систему автономної обробки ширографічних інтерферограм.  Комплекс дозволить дистанційно виконувати контроль  якості виробів і конструкцій  з великими площинами поверхонь в режимі реального часу і суттєво підвищити   ефективність методу ширографії.  Буде проведено його тестування на зразках із металевих і композиційних матеріалів та визначені типи і розміри дефектів, що виявляються.  Комплекс буде  призначений для використання в лабораторних  умовах ІЕЗ  та для поставки по договорам і контрактам вітчизняним  та іноземним підприємствам  авіаційної і космічної техніки.

    Удосконалити технологію і апаратуру для   визначення залишкових напружень  методом електронної спекл – інтерферометрії в поєднанні з методом отворів.  Розробити методологію і програмне забезпечення для визначення залишкових напружень, що  наближаються до   ліміту плинності конструкційних матеріалів, а також для оцінки  напруженого стану виробів із  композиційних матеріалів.

    Розробити методологію та апаратуру для  реалізації електродинамічної обробки (ЕДО)  вистигаючого зварного шва в процесі  автоматичного аргоно – дугового зварювання  алюмінієвих сплавів. Провести експериментальні дослідження щодо оцінки ефективності застосування ЕДО  в процесі зварювання для усунення залишкових деформацій  формозмінення тонколистових зварних з’єднань. Провести  також розрахункове моделювання впливу   імпульсного електромагнітного поля  на  формування електродинамічних  сил в сплаві АМг6. На основі його результатів виконати експериментальні дослідження  ефективності електромагнітних дій   зниження залишкових напружень і деформацій.

    Розробити наукові положення  та  технології зварювання і формоперетворення нових типів трансформованих конструкцій (КПО)  космічного призначення.  Провести розрахунково –  аналітичні оцінки  взаємозв’язку  фізико – механічних характеристик КПО  з параметрами гофрування при  формоперетворенні тонкостінних  конічних та циліндричних  оболонок у гофровані диски і  послідуючому їх розкритті. Дослідити вплив модифікації поверхні  тонкостінної оболонки КПО  на підвищення стійкості під дією факторів  космічного простору  без зміни маси  і компактності. Сумісно з КБ «Південне»  провести комплекс  досліджень  щодо  застосування КПО  для створення модулів на місячній базі.