Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної задачі підвищення ресурсу деталей машин дуговим наплавленням і плазмовим напиленням композиційними матеріалами, отриманими з використанням самопоширюваного високотемпературного синтезу (СВС-процесу).На основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень в дисертації розроблено композиційний матеріал, призначений для зміцнення та відновлення дуговим наплавленням і плазмовим напиленням поверхонь деталей ґрунтообробних машин, що працюють в абразивному середовищі. Розроблений композиційний матеріал впроваджено в Фермерському господарстві «Кам’януватка» (Новоукраїнський район, Кіровоградська область) та Науково-виробничій фірмі «Зварконтакт» (м. Харків). Матеріали роботи використовується в навчальному процесі кафедри зварювання НТУ «ХПІ».^UThis dissertation is devoted to solving the actual applied science tasks of extending machine parts service life by arc depositing and plasma spraying with the composite materials obtained by self-propagating high-temperature synthesis (SHS process).The composite material developed based on theoretical and experimental research described in this dissertation is designed for strengthening and renovating surfaces of tillage machine parts operated in abrasive environments by arc depositing and plasma spraying. The composite material developed has been introduced at Kamianuvatka farm (Novoukrainka district, Kirovohrad region) and scientific production company «Zvarkontakt» (Kharkiv). Work materials are used in the educational process at Welding chamber of NTU KhPI.

У дисертаційній роботі представлені результати експериментальних та теоретичних досліджень формування структури та закономірностей структурних змін під впливом температури у псевдосплавах міді з низькою концентрацією таких легуючих елементів, як молібден та тантал, що були отримані методом вакуумної конденсації із парової фази (method PVD).Метою дисертаційної роботи є дослідження процесів формування вакуумних конденсатів міді з низькою концентрацією легуючого елементу (молібден/тантал), структурні зміни, що відбуваються в них під дією температури, та механізми термічної стабілізації структури легуючими елементами, що знаходяться в матричному металі у різному структурно-фазовому стані.Об’єктом дослідження є термічна стабільність мікро та наноструктурних матеріалів, що є актуальною проблемою для всіх дисперсних сплавів та композиційних матеріалів.Предметом дослідження процеси та явища, що призводять значного підвищення термічної стабільності та механічних властивостей у системах Cu-Mo та Cu-Ta, при вмісті легуючого компоненту в диапазоні від 0,3 до 0,4 ат%.Методичною та теоретичною базою дослідження є фундаментальні положення теорії фізичної адсорбції, методичні розробки та наукові праці провідних вчених з питань вивчення адсорбційних та рекристалізаційних процесів.При вирішенні завдань дисертаційного дослідження застосовано сучасні загальнонаукові та спеціальні методи: методи отримання зразків у вигляді фольг псевдосплавів; спеціальні методи вивчення стану структури (мікроскопія, електронна мікроскопія, рентгенівська діфрактометрія, рентгенофлуоресцентний метод (РФА) та енергодисперсійну рентгенівську спектроскопію (EDS)); методи вибіру фізичних властивостей (напр., вимір мікротвердості за допомогою твердоміра ПМТ-3); метод температурної обробки у вакуумі; спеціальні методи отримання, обробки та обчислення інформації, яку дають знімки структури, отримані різними способами; математичне та комп’ютерне моделювання; абстрактно-логічні методи - для теоретичних узагальнень результатів дослідження. Актуальність теми роботи пов'язана з проблемою підвищення стабільності нано- і субмікрокристалічних металів, що мають унікальні функціональні властивості, але їхнє практичне використання обмежується низькою термічною стабільністю вихідного стану. Теоретичні і експериментальні результати, які є в світовій літературі, дозволяють зробити висновок про можливість розв’язання цієї проблеми шляхом цілеспрямованого легування матричних металів елементами, що мають по відношенню до них ексклюзивні фізико-хімічні властивості. Атоми цих речовин в певних технологічних умовах отримання металу, або термічної обробки здатні формувати сегрегації на границях зерен матричних металів і в результаті стабілізувати вихідний структурний стан і фізико-механічні властивості при температурному або іншому енергетичному впливі.?Наукова новизна проведеного дослідження полягає у явищах, що вперше були зафіксовані під час експерементів, а також висунутих теоріях щодо механізмів, за якими ці явища відбуваються. В дисертаційній роботі здобуті нові знання про механізми формування структури псевдосплавів міді під час їх осадження з парової фази у вакуумі та умови формування й розпаду аномальних розчинів легуючих елементів, що в звичайних умовах не мають розчинності, у матриці міді; про механізми та фактори, що підвищуюють термічну стабільність мікро- та наноструктурних матеріалів на основі міді. Здобувачем зафіксовано низку нових явищ під час експерименту та висунуто ряд тез, що пояснюють ці явища. На основі експериментальних результатів проведено моделювання фізичної взаємодії між атомами легуючого компоненту та поверхнею зерна матричного металу. Результати експериментальних і теоретичних досліджень, отримані при виконанні роботи, можуть бути використані в якості наукової основи нових технологій отримання нано- і субмікрокристалічних металів у вигляді плівок, фольг, покриттів і масивних виробів з надвисоким поєднанням міцневих і електропровідних властивостей. Особливістю цих металів в порівнянні з існуючими аналогами, які виробляють в Україні і за кордоном, є специфічний структурний стан, стабільний до 0,8-0,9 від температури плавлення матричного металу, що на 200-300°С перевищує аналогічні показники, застосовувані в даний час для сплавів на основі міді.?Розроблені метали на основі міді можуть бути використані в якості покриттів і самостійних елементів електроконтактних матеріалів, наконечників, електродів точеного зварювання, високопровідних і термічно стабільних елементів електронної техніки і т.д. Отримані в дисертації результати можуть бути використані в наукових центрах і університетах України і за її межами, де розвивається аналогічна тематика досліджень.^UThis thesis presents the results of experimental and theoretical studies of structure formation and patterns of structural changes under the influence of temperature in copper pseudoalloys with a low concentration of alloying elements such as molybdenum and tantalum, which were obtained by the method of vacuum condensation from the vapor phase (PVD method).The aim of the dissertation is to study the processes of formation of vacuum copper condensates with a low concentration of alloying elements (molybdenum/tantalum), structural changes that occur in them under the influence of temperature, and mechanisms of thermal stabilization of the structure by alloying elements in the matrix metal in different structural and phase states.The object of the study is the thermal stability of micro- and nanostructured materials, which is an urgent problem for all dispersed alloys and composite materials.The subject of the study is the processes and phenomena that lead to a significant increase in thermal stability and mechanical properties in Cu-Mo and Cu-Ta systems, with the content of the alloying component in the range from 0.3 to 0.4 at%.The methodological and theoretical basis of the study is the fundamental principles of the theory of physical adsorption, methodological developments and scientific works of leading scientists on the study of adsorption and recrystallization processes.In solving the problems of the dissertation research, modern general scientific and special methods were used: methods for obtaining samples in the form of pseudo-alloy foils; special methods for studying the state of the structure (microscopy, electron microscopy, X-ray diffractometry, X-ray fluorescence method (XRF) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS)); methods for selecting physical properties (e.g, measurement of microhardness using the "ПMT-3" hardness tester); method of temperature treatment in vacuum; special methods for obtaining, processing and calculating information provided by structure images obtained in various ways; mathematical and computer modeling; abstract and logical methods for theoretical generalizations of research results. The relevance of the research topic is related to the problem of increasing the stability of nano- and submicrocrystalline metals, which have unique functional properties, but their practical use is limited by the low thermal stability of the initial state. Theoretical and experimental results available in the world literature suggest that this problem can be solved by targeted doping of matrix metals with elements that have exclusive physical and chemical properties in relation to them. The atoms of these substances under certain technological conditions of metal production or heat treatment are able to form segregations at the grain boundaries of matrix metals and, as a result, stabilize the initial structural state and physical and mechanical properties under temperature or other energy effects.?The scientific novelty of the study lies in the phenomena that were first observed during the experiments, as well as the theories put forward regarding the mechanisms by which these phenomena occur. The dissertation work provides new knowledge about the mechanisms of formation of the structure of copper pseudo-alloys during their deposition from the vapor phase in vacuum and the conditions of formation and decay of anomalous solutions of alloying elements that are not normally soluble in the copper matrix; about the mechanisms and factors that increase the thermal stability of micro- and nanostructured materials based on copper. The applicant recorded a number of new phenomena during the experiment and put forward a number of theses explaining these phenomena. Based on the experimental results, the physical interaction between the atoms of the alloying component and the grain surface of the matrix metal was modeled. The results of experimental and theoretical studies obtained in this work can be used as a scientific basis for new technologies for the production of nano- and submicrocrystalline metals in the form of films, foils, coatings, and massive products with an ultra-high combination of strength and conductive properties. The peculiarity of these metals in comparison with existing analogues produced in Ukraine and abroad is a specific structural state stable up to 0.8-0.9 of the melting point of the matrix metal, which is 200-300°C higher than the similar indicators currently used for copper-based alloys.?The developed copper-based metals can be used as coatings and independent elements of electrical contact materials, tips, electrodes for chiseled welding, highly conductive and thermally stable elements of electronic equipment, etc. The results obtained in this thesis can be used in research centers and universities in Ukraine and abroad, where similar research topics are being developed.

Сучасні досягнення медицини дозволяють використовувати принципово нові техніки з метою покращення результатів лікування і подальшої реабілітації.Електрозварювання тканин тіла людини є сучасним напрямком хірургії, проте у хірургічній стоматології розповсюдження ще не набуло.У результаті проведення експериментальних досліджень встановлена висока ефективність електрозварювальної технології при апроксимації країв післяопераційної рани штучно змодельованого дефекту, що підтверджувалось відсутністю гіперемії та нормалізацією температурних параметрів СОПР на 5 добу та набряку і розходження швів на 14 добу спостережень; гістологічно доведеним раннім неоангіогенезом і неоостеогенезом з відсутністю запальних реакцій у тканинах операційної ділянки через 6 місяців досліджень.Запропонована експериментальна модель, адаптовна до умов цистектомії (кістковий дефект з апроксимацією країв рани СОПР), яка полягала у екстерпації першого жувального зуба кролів, з подальшим ушиванням рани „Вікрил”, зварюванням країв рани лазерним скальпелем ЛІКА-хірург М та апаратом ЕКВЗ-300 „Патонмед” [65]. Уточнені дані про кількісний склад лейкоцитів, параметрів ШОЕ, вмісту цитокінів та активності ММР – 9 і NO – синтази у крові піддослідних тварин.Уперше, у порівняльному аспекті, доведена ефективність і переваги застосування електрозварювального апарату ЕКВЗ-300 „Патонмед”, на підставі клінічних, біохімічних і імунологічних досліджень.Уперше, запропонований режим роботи електрозварювального апарату ЕКВЗ-300 „Патонмед” при проведенні операції цистектомії: напруга 25 Вт, тривалість впливу високочастотного току – 4 сек., частота струму 66 кГц, температура у зоні впливу – 55°С [65, 78]. Представлено дані про особливості перебігу загоєння післяопераційних ран СОПР після проведення цистектомії при використанні шовного матеріалу „Вікрил”, при з’єднанні країв рани лазерною технологією та електрозварюванням. Доведена порівняльна клінічна, біохімічна, імунологічна ефективність застосування електрозварювального апарату ЕКВЗ-300 „Патонмед” при апроксимації раневої поверхні СОПР [78].Показано, що дефект, який штучно створений у щелепі експериментальної тварини, є зручною і адекватною моделлю для вивчення процесів регенерації СОПР, які використовуються у щелепно – лицевій хірургії. Впроваджено у практику роботи закладів охорони здоров’я нові наукові дані, про ефективність?способу хірургічного лікування одонтогенних кіст щелеп з використанням електрозварювання живих тканин.^UModern medical advances allow the use of fundamentally new techniques to improve treatment outcomes and subsequent rehabilitation.Electric welding of human body tissues is a modern area of surgery, but it has not yet become widespread in surgical dentistry.As a result of experimental studies, high efficiency of electric welding technology was established in approximating the edges of the postoperative wound of an artificially simulated defect, which was confirmed by the absence of hyperemia and normalization of temperature parameters of the mucous membrane of the oral cavity on day 5 and swelling and suture divergence on day 14 of observation; histologically proven early neoangiogenesis and neoosteogenesis with the absence of inflammatory reactions in the tissues of the surgical area after 6 months of research.An experimental model adapted to the conditions of cystectomy (bone defect with approximation of the wound edges of the mucous membrane of the oral cavity) was proposed, which consisted of the extraction of the first chewing tooth of rabbits, followed by suturing the wound with Vicryl, welding the wound edges with a laser scalpel LIKA-surgeon M and the EKVZ-300 apparatus Patonmed [65]. The data on the quantitative composition of leukocytes, ESR parameters, cytokine content, and the activity of MMP-9 and NO synthase in the blood of experimental animals were clarified.For the first time, in the comparative aspect, the effectiveness and advantages of using the electric welding machine EKVZ-300 "Patonmed" were proved on the basis of clinical, biochemical and immunological studies. For the first time, the operating mode of the electric welding apparatus EKVZ-300 "Patonmed" during cystectomy was proposed: voltage 25 W, duration of exposure to high-frequency current - 4 seconds, current frequency 66 kHz, temperature in the exposure zone - 55°C [65, 78]. The data on the peculiarities of the course of healing of postoperative mucous membrane of the oral cavity wounds after cystectomy using the suture material "Vicryl", when connecting the wound edges by laser technology and electric welding are presented. The comparative clinical, biochemical, immunological effectiveness of the use of the electric welding machine EKVZ-300 "Patonmed" in the approximation of the wound surface of mucous membrane of the oral cavity has been proven [78].It has been shown that the defect artificially created in the jaw of an experimental animal is a convenient and adequate model for studying the processes of regeneration of the mucous membrane of the oral cavity used in maxillofacial surgery. New scientific data on the effectiveness of the method of surgical treatment of odontogenic cysts of the jaws using electric welding of living tissues have been introduced into the practice of health care institutions.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.06 – «Зварювання та споріднені процеси і технології». – Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України, м. Київ, 2023р.Дисертація присвячена рішенню важливої науково-практичної проблеми, що полягає в розвитку наукових основ формування структури та комплексу властивостей зварних з'єднань нових високоміцних титанових сплавів з σв>1100МПа, і на цій основі розробці технології аргонодугового та електронно-променевого зварювання.В роботі встановлено шляхи підвищення якості зварних з'єднань перспективних високоміцних титанових сплавів, виконаних ЕПЗ та АДЗ – зварювання на режимах які забезпечуть оптимальний фазовий склад металу шва і ЗТВ, використання присадного матеріалу який містить на 20…30% меньше легуючих елементів та застосування відповідної післязварювальної термічної обробки. Досліджено зварні з’єднання високоміцних титанових сплавів з К = 0,7-1,7, таких як (α+β)-сплави розроблені в Україні Т120 (Ti-5Al-2.8Mo-2.3V-4Nb-1.3Cr-1Fe-2.7Zr) та економно-легований Ti-3.6Fe-0.25O. З Псевдо-β-сплавів досліджено зварні з’єднання сплавів ВТ19 та економно легованих Timet LCB (Ti-6.3Mo-4.4Fe-1.5Al), LCB-5.1 (Ti-2.8Al-5.1Mo-4.9Fe). З Псевдо α-сплавів досліджено вплив зварювання на властивості з’єднань жароміцного сплаву Ti-5.6Al-2.2Sn-3.5Zr-0.4Mo-1.0V-0.6Si.Запропоновано методику визначення впливу аргонодугового зварювання на швидкості охолодження в металі шва та ЗТВ при АДЗ титанових сплавів таких як ВТ19, ВТ6, ВТ23, Т120м шляхом математичного моделювання за методом кінцевих елементів, що дозволяє визначити розміри зон, в яких протікають поліморфні перетворення з утворенням метастабільних α′ـ та β-фаз.Побудовані діаграми анізотермічних перетворень при охолодженні (α+β) сплавів Т120, псевдо-β титанових сплавів ВТ19 та LCB-5.1 із зазначенням ліній початку та кінця анізотропіческіх перетворень β→α і β→α'', з залежністю кількості β-фази в металі зварного з'єднання від максимальних швидкостей охолодження зварного з'єднання титанового псевдо-β-сплаву ВТ19. Досліджено вплив чотирьох видів післязварювальної термічної обробки на властивості з'єднань псевдо-β титанових сплавів, виконаних АДЗ та ЕПЗ, найвищі значення міцності мають з'єднання піддані гартуванню в воду з подальшим старінням, при цьому міцність з’єднань ЕПЗ сплаву ВТ19 на рівні 1270…1280 МПа. Встановлено обернено пропорційну залежність міцності з'єднань титанових псевдо-β-сплавів ВТ19, LCB-5.1 від кількості β-фази в металі шва, запропоновано критерій якості зварних з’єднань.Ключові слова: Титан, титанові сплави, зварювання, аргонодугове зварювання, електронно-променеве зварювання, (α+β)-сплави, псевдо-β-сплави, псевдо-α-сплав, погонна енергія, фазові перетворення, міцність, ударна в’язкість, швидкість охолодження.^UThesis for a scientific degree of Doc. Sci (Eng.) in speciality 05.03.06 – “Welding and Related Processes and Technologies” - E.O.Paton Electric Welding Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2023.The dissertation is devoted to solution of an important scientific and practical problem, which consists in development of scientific foundations of formation of the structure and set of properties of welded joints of new high-strength titanium alloys with σt>1100MPa, and development of the technology of argon-arc and electron beam welding on this basis.The work establishes ways to improve the quality of welded joints of promising high-strength titanium alloys made by EBW and TIG-welding in modes that will ensure the optimal phase composition of metal of the weld and HAZ, use of filler material which contains 20-30% less alloying elements and application of the appropriate post-weld heat treatment. Welded joints of high-strength titanium alloys with Кβ = 0.7-1.7, such as developed in Ukraine (α+β)-alloys T120m (Ti-5Al-2.8Mo-2.3V-4Nb-1.3Cr-1Fe-2.7Zr) and sparsely-alloyed Ti-3.6Fe-0.25O were studied. From pseudo-β-alloys, welded joints of VT19 alloys and sparsely-alloyed Timet LCB (Ti-6.3Mo-4.4Fe-1.5Al) and LCB-5.1 (Ti-2.8Al-5.1Mo-4-9Fe) were studied. From pseudo α-alloys, the effect of welding on the properties of heat-resistant Ti-5.6Al-2.2Sn-3.5Zr-0.4Mo-1.0V-0.6Si alloy joints was studied.A procedure for establishing the effect of argon-arc welding on the cooling rates in the metal of the weld and HAZ at TIG-welding of such titanium alloys as VT19, VT6, VT23, T120 by means of mathematical modeling using the finite element method is proposed, which allows determining the sizes of zones, where polymorphic transformations occur with formation of metastable α ′ـ and β-phases.Diagrams of anisothermal transformations during cooling of (α+β) T120 alloys, pseudo-β titanium alloys VT19 and LCB-5.1 are constructed with indication of the lines of the beginning and end of anisotropic transformations β→α and β→α'', with the dependence of the amount of β-phase in the welded joint metal on the maximum cooling rates of the welded joint of pseudo-β-titanium alloy VT19.The influence of four types of post-weld heat treatment on the properties of joints of pseudo-β titanium alloys made by TIG-welding and EBW has been studied, the highest strength values are demonstrated by joints subjected to quenching in water with subsequent aging, while the strength of EBW joints of VT19 alloy is at the level of 1270...1280 MPa. The inversely proportional dependence of the strength of joints of titanium pseudo β-alloys VT19, LCB-5.1 on the amount of β-phase in the weld metal was established, and a criterion for the quality of welded joints was proposed.Key words: Titanium, titanium alloys, welding, TIG welding, electron-beam welding, (α+β)-alloys, pseudo-β-alloys, pseudo-α-alloy, kinetic energy, phase transformations, strength, impact toughness, speed cooling.

У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача підвищення ефективності технології виправлення браку литва за допомогою застосування удосконаленої технології заварювання способом поперечної гірки.Об’єктом дослідження є технологія заварювання дефектів литих конструкцій із перлітних сталей способом поперечної гірки (СПГ) електродами ТМЛ-3У та УОНИ 13/45 без попереднього і супутнього підігрівання та після зварювального відпуску.Предметом дослідження є зв'язок структурного стану зварюваного металу в зоні термічного впливу з комплексом властивостей, що характеризують надійність зварних з'єднань, отриманих під час заварювання дефектів литва стосовно хромо-молібдено-ванадієвих сталей .У вступі обґрунтовано актуальність задач дослідження, показано зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами, наведена наукова новизна та сформульоване практичне значення отриманих результатів.В першому розділі здійснений аналітичний огляд сталей, що використовують для корпусних турбін, їх властивості, загальна характеристика та особливості їх зварювання та термічної обробки. Розглянуті сучасні технології зварювання при виготовленні і ремонті великогабаритних конструкцій зі сталей перлітного класу, їх труднощі та недоліки. Оцінені фактори, що впливають на тріщиноутворення та схильність до крихких руйнувань теплостійких сталей.Поставлені основні задачі дисертаційної роботи, обрано напрями досліджень.У другому розділі розглянуті експериментальні і розрахункові методи, які застосовувалися в процесі виконання роботи. У третьому розділі представлені результати досліджень якості зварного зєднання зі сталі 15Х1М1Ф, виконаного СПГ без подальшої термообробки по макроконтролю. Проведено випробування короткочасних механічних властивостей. За даними досліджень цього розділу одержано наступні результати:- виміри мікротвердості в ЗТВ зварного з'єднання підтверджують достовірність вимірів твердості HV, що вказують на більш високу твердість в середині ЗТВ, чим поблизу межі сплавлення;- зварювання СПГ не знижує опір крихкому руйнуванню в зоні термічного впливу і шві в порівнянні з основним металом в початковому стані, а після високого відпуску, проведеного після зварювання, ударна в'язкість ЗТВ навіть вище, ніж основного металу;- при зварюванні СПГ, завдяки підвищенню частоти термоциклування, автопідігрівання діє ефективніше, що і сприяє уповільненню швидкості охолодження. Це призводить до утворення сприятливої структури верхнього зернистого бейніту.Четвертий розділ присвячено дослідженню здатності металу шва і зони термічного впливу чинити опір крихкому руйнуванню після зварювання СПГ, виконаних за штатною технологією та без додаткової термообробки, шляхом визначення критичної температури крихкості та тріщиностійкості при кімнатній та мінусових температурах. Встановлено, що істотної різниці в напруженому стані зварних з'єднань, виконаних ОСС з підігріванням до 350 – 400ºС в порівнянні із СПГ без підігрівання не виявлено, тому таке підігрівання застосовувати при виправленні дефектів недоцільно.Спектроскопічно досліджено тонку структуру зразків після СПГ без додаткової термообробки, визначено хімічний склад карбідів.Пятий розділ присвячено вивченню впливу зварювання способом поперечної гірки на розподіл твердості, рівень механічний властивостей та структуру зварних зєднань зі сталі 25Л. Дослідження виконані на зразках в обсязі: з попереднім підігріванням, з високим відпуском після зварювання і без попередньої та наступної термообробки. Залежність зміни твердості від способу зварювання та від зони виміру наведено у вигляді графіків. Встановлено, що незалежно від технології зварювання відзначається підвищення твердості в ЗТВ поблизу межі сплавлення. Отже, після зварювання СПГ високотемпературна область ЗТВ, незважаючи на підвищену твердість, має однакову з основним металом здатність опору утворенню холодних тріщин. Це може бути обумовлено подрібненням зеренної будови ЗТВ в результаті теплової і деформаційної дії при зварюванні.За результатами металографічних досліджень встановлено, що при багатошаровому зварюванні СПГ мікроструктура ЗТВ і наплавленого металу шва завдяки високотемпературному нагріву при наплавленні шарів перекристалізується і стає дрібнозернистою і являє собою бейніт з рівноосними зернами фериту.^UThe dissertation solves the scientific and practical problem of increasing efficiency of correction technology of casting defects using advanced welding technology.The object of the research is the technology of welding defects of constructions made of pearlitic steel, using the method of transverse slide electrodes CROMOCORD Kb and OVERCORD without preliminary, concomitant heating and heat treatment after welding.The subject of the research is the connection of the structural state of weld metal in thermal influence with a set of properties, which characterize reliability of welded joints obtained during welding of casting defects in relation to chromium-molybdenum-vanadium steels.In the introduction the relevance of research objectives is justified, the relation of study with scientific programs, plans, topics is shown, scientific novelty is provided and practical value of results is formulated.The first chapter provides an analytical review of steels, which are used for hull turbines, their properties, general characteristics and peculiarity of their welding and thermal processing. Modern welding technologies in manufacturing and repair of oversized constructions of pearlitic steels, their difficulties and drawbacks are considered. Factors, which influence crack formation and susceptibility to brittle fractures of heat-resistant steels are estimated.The main tasks of the dissertation are set, the directions of research are chosen.The second chapter provides experimental and computational methods, which were used in the process of study. The third chapter provides studies’ results of the quality of welded joints from 15CrMoV5-10 steel, performed with method of transverse slide without further heat treatment by macro control. According to the data of research in this chapter, the following results were obtained:-?microhardness measurements in the zone of thermal influence of welded joint confirm credibility of hardness HV measurements, which leads to higher hardness in the middle of the zone of thermal influence, compared to near the fusion boundary;-?welding using the method of transverse slide does not reduce resistance to brittle fracture in the zone of thermal influence and the seam, in comparison to the base metal in the initial state, and after high tempering performed after welding, the toughness of the zone of thermal influence is even higher than the original base metal;-?while using the method of transverse slide, due to the increase in the frequency of thermal cycling, auto heating acts more effectively, which leads to deceleration of cooling speed.The fourth chapter is dedicated to the research on the ability of weld metal and zone of thermal influence to resist brittle fracture after welding with method of transverse slide, performed by standard technology and without additional heat treatment, by determining the critical temperature of brittleness and crack resistance at normal and sub-zero temperatures. It is established, that a significant difference in the welded joints stress state made in reverse step method with heating up to 350 – 400ºС in comparison to the method of transverse slide without heating is not detected, therefore such heating is not appropriate for defects correction.The fine structure of samples after using the method of transverse slide without additional heat treatment was spectroscopically investigated, the chemical composition of carbides was identified.The fifth chapter is dedicated to studying the impact of welding using the method of transverse slide on hardness distribution, level of mechanical properties and structure of welded joints from steel 25L. The research was performed on samples in volume: with preliminary heating, with high tempering after welding and without preliminary and concomitant heating. The dependence of the change in hardness on the method of welding and on the measurement is presented in graphs. It is established, that regardless of the welding technology there is a hardness increase in the zone of thermal influence near the fusion boundary. Hence, after welding with the method of transverse slide the high-temperature area of the zone of thermal influence, regardless increased hardness, has the same ability to resistance to formation of cold cracks as the base metal. This may be due to the grinding of the grain structure of the zone of thermal influence as a result of thermal and deformation action during welding.According to the results of metallographic studies, it is established that in multilayer welding using the method of transverse slide, the microstructure of the zone of thermal influence and weld metal recrystallizes and becomes fine-grained due to high temperature heating during surfacing of layers and is bainite with coaxial ferrite grains.

Об’єкт дослідження: структурні перетворення, структурно-фазовий стан, пошкоджуваність і властивості зварних з’єднань паропроводів зі сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф, а також роторів зі сталі 25Х2НМФА стосовно збільшення надійності і ресурсу їх напрацювання в умовах повзучості і втоми.Предмет дослідження: вплив фізико-хімічних процесів на структурно-фазові перетворення і формування браковочних структур в металі зварних з’єднань паропроводів, зв’язок структури зварних з’єднань паропроводів і роторів з їх властивостями і пошкоджуваністю.Дисертацію присвячено проведенню комплексних досліджень фізико-хімічних процесів, які відбуваються в металі зварних з’єднань паропроводів із сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф і забезпечують структурно-фазові зміни. Наведені дослідження проводили стосовно зварних з’єднань паропроводів і роторів турбін, які довготривало працюють в умовах повзучості і втоми, а також підвищених робочих навантажень.Обґрунтували, що структурно-фазові зміни сприяють пошкоджуваності зварних з’єднань, яка відбувається за механізмами повзучості і втоми. Дослідження особливостей проходження структурно-фазових перетворень надало можливість зменшити їх прояв. Наведений прояв зменшили шляхом отримання вихідної структури зварних з’єднань паропроводів і роторів з покращеними якісними характеристиками їх структури. Для такого покращення використовували удосконалені процеси зварювання, показники яких ґрунтуються на результатах моделювання зварювального нагрівання з’єднань, що виготовляються.Встановили залежність надійної експлуатації зварних з’єднань паропроводів і роторів турбін, а також їх ресурсу від структурно-фазового стану металу зварних з’єднань і наявності пошкоджень у вигляді пор повзучості і тріщин втоми.Дослідження проведені за допомогою сучасних методів аналізу структурно-фазового стану і визначення властивостей зварних з’єднань, а також з використанням моделювання зварювального нагрівання з’єднань, що виготовляються.У вступі обґрунтовано актуальність задач дослідження, показано зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами, поставлена мета та основні задачі дослідження, наведені основні методи дослідження і наукова новизна та сформульовано практичне значення отриманих результатів.У першому розділі на основі вітчизняного і зарубіжного досвіду обґрунтована перспективність дослідження структурно-фазового стану зварних з’єднань паропроводів із теплостійких сталей, які експлуатуються понад 270 тис. год. в умовах повзучості і втоми. У другому розділі подано опис методів, методик, обладнання і матеріалів, що використовувалися в дослідженнях. Наводиться короткий опис удосконаленої технології зварювання і моделювання зварювального нагрівання, використання яких забезпечило отримання зварних з’єднань паропроводів і роторів з покращеною структурою. Для досліджень структури зварних з’єднань використовували методи оптичної і електронної мікроскопії, а також поверхневий мікрозондовий аналіз. Загалом отримані результати структурного аналізу забезпечили оптимізацію умов отримання більш якісних зварних з’єднань паропроводів і роторів. Третій розділ присвячений дослідженню впливу структурно-фазового стану і деформації металу зварних з’єднань паропроводів, які експлуатуються понад 270 тис. год. в умовах повзучості і втоми, на їх пошкоджуваність.Четвертий розділ містить результати досліджень зв’язку структурно-фазового стану довготривало експлуатуємих зварних з’єднань з їх мікропошкоджуваністю в умовах повзучості і втоми. Запропонована шкала залишкового терміну напрацювання зварних з’єднань з наявністю пошкоджуваності їх металу.П’ятий розділ присвячений теоретичному і практичному обґрунтуванню надійності роботи, а також визначенню залишкового ресурсу довготривало працюючих в умовах повзучості і втоми зварних з’єднань паропроводів та роторів турбін ТЕС і АЕС.Ключові слова: зварні з’єднання, паропроводи, ротори, ресурс, пошкоджуваність, структура, повзучість, втома, властивості, карбіди, аустеніт, мартенсит, бейніт, надійність.^UThe object of study are structural transformations, structural-phase state, damageability and properties of welded joints of steam pipelines made of 12Х1МФ and 15Х1М1Ф steels, as well as rotors made of 25Х2НМФА steel during their operation in creep and fatigue conditions.The subject of study is the influence of physical and chemical processes on structural and phase transformations and the formation of defective structures in the metal of welded joints of steam pipelines, the relationship between the structure of welded joints of steam pipelines and rotors with their properties and damageability.The dissertation is devoted to comprehensive studies of physicochemical processes that occur in the metal of welded joints of steam pipelines made of 12Х1МФ and 15Х1М1Ф steels and provide structural and phase changes. The above studies were carried out in relation to welded joints of steam pipelines and turbine rotors, which work for a long time under conditions of creep, as well as fatigue and increased work loads.It was substantiated that structural and phase changes contribute to the damage of welded joints, which occurs by the mechanism of creep and fatigue. The study of the peculiarities of the passage of structural and phase transformations provided an opportunity to reduce their manifestation. This manifestation was reduced by obtaining the original structure of welded joints of steam pipes and rotors with improved qualitative characteristics of their structure. For this improvement, improved welding processes were used, the indicators of which are based on the results of welding heating simulation of the manufactured joints.The dependence of the reliable operation of welded joints of steam pipelines and turbine rotors, as well as their resource, on the structural and phase state of the metal of the welded joints and the presence of damage in the form of creep pores and fatigue cracks was established.The studies were carried out using modern methods of analyzing the structural phase state and determining the properties of welded joints, as well as using simulation of welding heating of manufactured joints.The introduction substantiates the relevance of research tasks, shows the connection of work with scientific programs, plans, topics, sets the goal and main tasks of the research, gives the main research methods and scientific novelty, and formulates the practical significance of the obtained results.In the first chapter, on the basis of domestic and foreign experience, the prospects of researching the structural-phase state of welded joints of steam pipelines made of heat-resistant steels, which are operated for more than 270,000 hours, are substantiated in conditions of creep and fatigue. The second chapter provides a description of the methods, techniques, equipment and materials used in the research. A brief description of the improved welding technology and modeling of welding heating is given, the use of which ensured the production of welded joints of steam pipes and rotors with an improved structure. Optical and electron microscopy methods, as well as surface microprobe analysis, were used to study the structure of welded joints. In general, the obtained results of the structural analysis ensured the optimization of the conditions for obtaining higher-quality welded joints of steam pipes and rotors. The third section is devoted to the study of the influence of the structural phase state and metal deformation of welded joints of steam pipelines that have been in operation for more than 270,000 hours in conditions of creep and fatigue, on their damage.The fourth section contains the results of research on the relationship between the structural and phase state of long-term operated welded joints and their microdamage under creep and fatigue conditions. The proposed scale definitions of the residual service life of welded joints with the presence of damage to their metal.The fifth chapter is devoted to the theoretical and practical substantiation of the reliability of work, as well as the determination of the residual resource of welded joints of steam pipes and rotors of TPP and NPP turbines operating for a long time under conditions of creep and fatigue.Keywords: welded joints, steam pipelines, rotors, resource, damageability, structure, creep, fatigue, properties, carbides, austenite, martensite, bainite, reliability.

Дисертаційну роботу присвячено розв’язанню актуального науково-технічного завдання – удосконалювання з’єднування стрічкових деревинорізальних пилок. Пиляння стрічковою пилкою – простий, дешевий і економічно вигідний спосіб розпилювання, який забезпечує цілком задовільні результати внаслідок розкраювання деревини. Нині найпоширеніші методи з’єднування стрічкової пилки в безкінечну стрічку – паяння або зварювання. Лазерне зварювання – найефективніший метод з’єднування кінців стрічкових пилок за наявності високих вимог до з’єднання і за його допомогою можна отримати якісний шов без деформування та викривлення. Розроблено фізичну модель лазерного зварювання стрічкових пилок, що містить визначення зварюваності, послідовності формування зварного з’єднання та методики формування його будови, що є основою для розробляння комп’ютерної моделі лазерного зварювання. На базі фізичної моделі розроблено електронну модель лазерного зварювання, в основу якої покладено чотири основних параметри під час зварювання: температура, час, швидкість нагрівання і швидкість охолоджування. Щоб визначити вплив на міцність пилки після лазерного зварювання проведені експерименти на базі математичного планування і було вибрано два змінні чинники: кут розташування зварного шва, другий чинник – швидкість подавання лазерної головки. Вихідний параметр – межа міцності зразків на розтяг. Установлені коефіцієнти рівняння регресії для двох змiнних чинників у виглядi неповного квадратного рівняння як у нормалізованому, так і в явному вигляді. Порівнюючи зварювання під різними кутами встановлено, 3 що за абсолютним значенням межа міцності шва, звареного під кутами його розташування 15–25 град., наближається до межі міцності основного матеріалу, виходить, що такі значення зазначених кутів є раціональні для зварювання. Експериментально встановлено, що застосовування лазерного зварювання встик під кутом до лінії дії максимальних згинальних напружень для полотенстрічкових пилок дає змогу зменшити рівень шуму роботи стрічковопилкового верстата на 10–15 дБ порівняно із застосунком пилок із традиційним зварюванням. Запропоновано нову конструкцію демпфувального пристрою на верхній вітці стрічкової пилки, що дасть змогу зменшити рівень шуму роботи стрічковопилкового верстата ще на 5–10 дБ і наблизити його до рівня санітарних норм. Для поліпшення з'єднання запропоновано після зварювання провести вирівнювання твердості на ділянці зварного з'єднання стрічкової пилки і на це отримано патент на корисну модель.^UThe dissertation deals with the solution of an urgent scientific and technical problem - improving the join of wood-working band saws. Sawing with a band saw is a simple, cheap and cost-effective sawing method, which provides quite satisfactory results when cutting wood. At present, the most common methods for joining band saws into an endless belt are soldering or welding. Laser welding is the most effective method for joining together the ends of band saw blades in the presence of high requirements for reliable joining and it can be used to obtain a high-quality weld seam without deformation and distortion. A physical model of laser welding of band saws has been developed, which includes definition of weldability, the sequence of formation of a welded joint and methods for forming its structure, which is the basis for developing a computer model of laser welding. On the basis of the physical model, an electronic model of laser welding has been developed which is based on four main parameters of welding process: temperature, time, heating rate and cooling rate. To determine the effect on the strength of the saw after laser welding, experiments were performed on the basis of mathematical planning and two variables were chosen: the angle of the weld, the second factor is the feed speed of the laser welding head. The output parameter is the tensile strength of the samples. The coefficients of the regression equation for two variable factors are established in the form of an incomplete quadratic equation, both in normalized and explicit form. By comparing welding at different angles, it was found that, in terms of absolute value, the tensile strength of a seam welded at angles of 15–25 degrees approaches the tensile strength of the base material, which means that such values of the indicated angles are optimal for welding. It has been experimentally established that the use of laser butt welding at an angle to the line of action of maximum bending stresses for band saw blades can reduce the noise level of the band saw machine by 10-15 dB compared to the use of 6 saws with traditional welding. A new design of the damping device on the upper branch of the band saw is proposed, which will reduce the noise level of the band saw machine by another 5-10 dB and bring it closer to the level of sanitary norms. To improve the joint, it is proposed to equalize the hardness of the area of the welded joint of the band saw after welding, and a utility model patent was obtained for this.

У дисертаційній роботі представлені результати дослідження змін структурно-фазового стану металу зварних з’єднань паропроводів теплових електростанцій, а також розробки практичних рекомендацій щодо удосконалення методик металографічного аналізу для подальшого уточненого визначення їх надійності та залишкового ресурсу експлуатації.Об’єкт дослідження – структурно-фазовий стан металу зварних з’єднань паропроводів ТЕС із теплостійких сталей перлітного класу 12Х1МФ і 15Х1М1Ф.Предмет дослідження – кількісне визначення зміни структурно-фазового стану та експлуатаційних характеристик металу зварних з’єднань паропроводів, які тривалий час експлуатуються в умовах повзучості і малоциклової втоми.Дослідження структурно-фазового стану, властивостей і пошкоджуваності металу зварних з'єднань паропроводів виконували шляхом використання відповідних методів на зразках зварних з'єднань, які були вирізані з діючих паропроводів. При проведенні експериментальних досліджень використовували, як стандартні методи і методики, що частково удосконалено, так і оригінальні. Визначення структури, хімічного складу і будови здійснювали з використанням методів оптичної, растрової і просвічуючої електронної мікроскопії.Проведені дослідження металу зварних з’єднань паропроводів, що довготривало працюють в умовах повзучості і малоциклової втоми, на основі фрактального аналізу і методу січних прямих ліній, дозволили створити методичну основу для оцінки змін структурно-фазового стану, який призводить до руйнування.Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що на підставі теоретичних та експериментальних досліджень здобувачем:- вперше установлено відмінності фрактальних розмірностей границь структурних складових на зображеннях окремих ділянок зварних з’єднань паропроводів у залежності від часу експлуатації;- вперше при оцінці впливу структурно-фазового стану металу зварних з’єднань на залишковий ресурс враховується геометрична складність границь виділення структурних складових, яка визначається за допомогою статистичного аналізу розподілу фрактальної розмірності, одержаної з використанням клітинного методу виміру;- удосконалено кількісну оцінку нерівномірності розподілу структурних складових металу для виявлення особливостей змін структурно-фазового стану окремих ділянок ЗТВ, а також металу шва і основного металу в залежності від напрацювання в умовах повзучості;- удосконалено оцінку кількості вкраплень перліту, їх розмірів та відстаней між ними для статистично обгрунтованого визначення структурно-фазових змін металу зварних з’єднань паропроводу з урахуванням ресурсу напрацювання;- отримало подальший розвиток дослідження структурно-фазового стану металу зварних з'єднань паропроводів із теплостійких сталей перлітного класу 12Х1МФ і 15Х1М1Ф, які тривалий час (понад 280 тис. год.) експлуатуються в умовах повзучості і малоциклової втоми на базі комплексного статистичного аналізу геометричних характеристик структурних елементів.В процесі аналізу мікроструктури шліфів різних ділянок зварних з’єднань виявлено відносний вміст структурно-фазових складових і їх розподіл за координатами зображень. Виконано порівняльний аналіз статистичних характеристик розподілу і вмісту структурних складових на ділянках металу зварних з'єднань з різним терміном напрацювання. На основі фрактального аналізу розглянуто складність контурів границь структурних складових. Статистичний аналіз результатів металографічного вивчення мікрошліфів методом січних ліній позволив одержати розподіли кількості зерен, їх розмірів та відстаней між ними. Представлено обґрунтований опис структурних змін в металі окремих ділянок зварних з'єднань.Перлітна складова значною мірою впливає на структурно-фазові перетворення в металі зварних з'єднань паропроводів, що довготривало працюють в умовах повзучості і втоми. Тому встановлено рівень неоднорідності перлітної складової в структурі зварних з'єднань.У результаті проведених досліджень розроблено рекомендації щодо визначення залишкового ресурсу експлуатації зварних з'єднань, які тривалий час експлуатуються в умовах повзучості.Результати виконаних досліджень доповнили навчальні курси «Експериментальні методи у зварюванні», «Зварювання сталей і кольорових металів», що викладаються студентам у Національному технічному університеті «Харківський політехнічний інститут».Результати виконання дослідження оцінено та рекомендовано до впровадження на АТ «Українські енергетичні машини».^UThe dissertation presents the study results of changes in the structural and phase state of the metal of welded joints of steam pipelines of thermal power plants, as well as the development of practical recommendations for improving the methods of determining their reliability and residual service life.The object of the study is the structural and phase state of the metal of welded joints of TPP steam pipelines made of heat-resistant steels of pearlite class 12Х1МФ and 15Х1М1Ф.The subject of the study is the quantitative determination of changes in the structural phase state and operational characteristics of the metal of welded joints of steam pipelines, which are operated for a long time in conditions of creep and short-cycle fatigue.The research on physicochemical processes, structural-phase state, properties, and damageability of the metal in welded joints of steam pipelines was carried out using appropriate methods on samples taken from operating steam pipelines. Both standard and improved techniques, as well as original methods, were used during the experimental research.The structure, chemical composition, and structure were studied using optical, raster, and transmission electron microscopy. The study of the metal in welded joints of steam pipelines operating for a long time under conditions of creep and short-cycle fatigue, based on fractal analysis and the method of intersecting straight lines, allowed for the creation of a methodological basis for assessing changes in the structural and phase state that lead to destruction.The scientific novelty of the obtained results lies in the fact that, based on theoretical and experimental research, the following were achieved:for the first time:- the differences in the fractal dimensions of the borders of structural components on the images of individual sections of welded joints of steam pipelines depending on the time of operation were established;- when assessing the influence of the structural-phase state of the metal of welded joints on the residual resource, the geometric complexity of the boundaries of the allocation of structural components is taken into account, which is determined using a statistical analysis of the distribution of the fractal dimension, obtained using the cellular method of measurement;improved:- quantitative assessment of the unevenness of the distribution of the structural components of the metal to identify the characteristics of changes in the structural and phase state of individual areas of the HAZ, as well as the weld metal and the base metal, depending on the work in creep conditions;- estimation of the number of pearlite inclusions, their sizes, and the distances between them for the statistically justified determination of the structural and phase changes of the metal of the welded joints of the steam pipeline, taking into account the service life;received further development:- research of the structural and phase state of the metal of welded joints of steam pipelines made of heat-resistant steels of the pearlite class 12Х1МФ and 15Х1М1Ф, which are operated for a long time (over 280 thousand hours) in conditions of creep and short-cycle fatigue on the basis of a complex statistical analysis of the geometric characteristics of structural elements.A comparative analysis of the statistical characteristics of the distribution and content of structural components on welded joints' metal sections with different service lives was performed. The complexity of the boundary contours of structural components was evaluated based on fractal analysis. The statistical analysis of the results of the metallographic study of microsections using the cutting line method made it possible to obtain distributions of the number of grains, their sizes, and the distances between them. A scientifically-based description of structural changes in the metal of individual sections of welded joints is presented.The structural and phase transformations in the metal of welded steam pipe joints that work for a long time in conditions of creep and fatigue are significantly affected by pearlite. Therefore, it is important to establish the level of inhomogeneity of pearlite in the structure of welded joints.As a result of the conducted research, recommendations were developed for determining the residual service life of welded joints operated for a long time in creep conditions.The results of the performed research supplemented the training courses "Experimental methods in welding", and "Welding of steels and non-ferrous metals", which are taught to students at the National technical university "Kharkiv polytechnic institute".The results of the research were evaluated and recommended for implementation at JSC "Ukrainian Energy Machines".

Дисертація присвячена дослідженню впливу вібрації в процесі зварювання трубної заготовки на рівень залишкових напружень, мікроструктуру металу та механічні властивості зварного шва табіляшовноїзони.У дисертаційній роботі отримано нові науково обґрунтовані теоретичні і експериментальні результати, які в сукупності роблять суттєвий внесок у вирішення актуальноїзадачізменшення залишкових напружень, що формуються в трубній заготовці в процесі зварювання, що в підсумку дозволило запропонувати новий метод зменшення залишкових напружень, заснований на застосуванні вібрації в процесі зварювання.З кожним роком підвищуються вимоги до вироблених зварених труб і особливу увагу тут приділяється якості зварного шва, а саме залишковим напруженням в звареному шві та біляшовній зоні, що виникають при усадці металу в процесі кристалізації. На даний момент в промислових масштабах проблема негативного впливу на трубний виріб зварювального процесу вирішується термічною обробкою всього перетину труби або локальною обробкою зварного шва та біляшовної зони за допомогою відпалу. Однак цей процес є одним з найдорожчих, тривалим по часу і не завжди екологічним. Це дає реальні передумови для пошуку альтернативного способу зняття залишкових напружень у зварних швах та біляшовній зоні прямошовних труб.Метою дисертації є вдосконалення технологічного процесу виробництва зварних прямошовних труб за допомогою зняття залишкових напружень в зварному шві та біляшовній зоні за допомогою вібрації. Ця мета досягається шляхом розробки математичних моделей, що описують закономірність впливу частоти вібрації при зварюванні на рівень залишкових напружень і підтверджується експериментальними дослідженнями рівня залишкових напружень і мікроструктури зразків, зварених із застосуванням різних частот вібрації.Теоретичні дослідження виконані з використанням фундаментальних закономірностей і аналітичних методів математичного моделювання зварних з'єднань і вібраційної обробки матеріалу. Лабораторні та промислові дослідження виконані з використанням сучасного обладнання і вимірювальних приладів, підданих метрологічній повірці. Обробку експериментальних результатів і побудову моделей виконано з використанням методів планування експерименту і теорії статистичної обробки даних.Об'єкт дослідження: процес обробки зварного шва трубної заготовки з метою зняття залишкових напружень.Предмет дослідження: рівень залишкових напружень в зварному шві та біляшовній зоні, розмір зерен структури та різнозернистість зони термічного впливу, механічні властивості зварного шва.Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що відповідно до проведених досліджень, метод зняття залишкових напружень із застосуванням вібрації в процесі зварювання дозволяє на 90% замінити термічну обробку за рівнем зняття залишкових напружень і одночасно з цим уникнути високовартісного обладнання та негативних наслідків у вигляді окалини, високої тривалості і енергоємності процесу.Отримала подальший розвиток гіпотеза про зниження залишкових напружень в зварному шві при вібраційному впливі на нього в процесі зварювання. Ефект досягається за рахунок змін в протіканні процесу кристалізації рідкого металу під віброрезонансним впливом з частотою, що дорівнює власній частоті осциляцій на мікро- та мезоструктурному рівні будови розплаву. Це дозволяє замінювати процес зняття залишкових напружень при виробництві труб із застосуванням термічної обробки на процес вібраційної обробки зварного шва.Вперше експериментально встановлено вплив частоти дії вібрації в процесі зварювання трубної заготовки з вуглецевих сталей на рівень залишкових напружень і структуру зварного шва та біляшовної зони. Розробка відрізняється тим, що при впливі вібрації частотою 25-200 Герц в процесі зварювання відбувається зниження залишкових напружень в зварному шві та біляшовній зоні на 41-71% та зменшення різнозернистості мікроструктури до 16%. Це доводить позитивний ефект застосування вібрації при зниженні рівня залишкових напружень у зварних трубах.Вперше розроблено математичну залежність необхідної тривалості вібраційного впливу від швидкості охолодження металу зварного шва при зварюванні трубної заготовки. Вперше розроблено метод розрахунку залишкових напружень зварного шва при зварюванні трубної заготовки із застосуванням вібрації.^UThe dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of philosophy on a specialty 132 – "Materials science". – National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro, 2021. The dissertation is devoted to the research of the influence of vibration in the process of welding the billet on the level of residual stresses, metal microstructure and mechanical properties of the weld and seam zone. In the dissertation work new scientifically substantiated theoretical and experimental results are obtained, which together make a significant contribution to solving the urgent problem of reducing residual stresses formed in the pipe billet during welding, which ultimately allowed to propose a new method of reducing residual stresses based on vibration. in the welding process. Every year the requirements for the produced welded pipes increase and special attention is paid to the quality of the weld, namely the residual stress in the weld and the seam zone, which occur during the shrinkage of the metal during8crystallization. At the moment, on an industrial scale, the problem of negative impact on the pipe product of the welding process is solved by heat treatment of the entire cross section of the pipe or local treatment of the weld and seam area by annealing. However, this process is one of the most expensive, time consuming and not always environmentally friendly. This gives real prerequisites for finding an alternative way to relieve residual stresses in welds and seamless area of straight pipes.The aim of the dissertation is to improve the technological process of production of welded straight-seam pipes by removing residual stresses in the weld and seamless area by vibration. This goal is achieved by developing mathematical models that describe the pattern of the effect of vibration frequency during welding on the residual stress level and is confirmed by experimental studies of the residual stress level and microstructure of samples welded using different vibration frequencies. Theoretical researches are executed with use of fundamental laws and analytical methods of mathematical modeling of welded connections and vibration processing of material. Laboratory and industrial studies are performed using modern equipment and measuring instruments subjected to metrological verification. Processing of experimental results and construction of models was performed using experimental planning methods and the theory of statistical data processing. Object of research: the process of processing the weld of the pipe in order to remove residual stresses. Subject of research: the level of residual stresses in the weld and seam zone, the grain size of the structure and the variety of thermal impact zone, the mechanical properties of the weld. The practical significance of the results is that according to research, the method of removing residual stresses using vibration during welding allows 90% to replace heat treatment by the level of residual stress and at the same time avoid high-cost equipment and negative consequences in the form of scale, high duration and energy consumption of the process.The hypothesis of reduction of residual stresses in a weld at vibration influence on it in the course of welding received the further development. The effect is achieved due to changes in the crystallization process of the liquid metal under the vibration-resonant influence with a frequency equal to the natural frequency of oscillations at the micro and microstructural level of the melt structure. This allows you to replace the process of removing residual stresses in the manufacture of pipes using heat treatment with the process of vibration treatment of the weld. For the first time, the influence of the frequency of vibration in the process of welding a billet of carbon steels on the level of residual stresses and the structure of the weld and seam zone was experimentally established. The development differs in that under the influence of vibration with a frequency of 25-200 Hertz in the welding process there is a reduction of residual stresses in the weld and seam zone by 41-71% and a decrease in the grain size of the microstructure to 16%. This proves the positive effect of vibration when reducing the level of residual stresses in welded pipes.For the first time the mathematical dependence of the required duration of vibration influence on the cooling rate of the weld metal during welding of the billet was developed.For the first time the method of calculation of residual stresses of a weld at welding of pipe preparation with an application of vibration is developed.

Дисертаційна робота присвячена фізико-математичному аналізу процесів формування структурного стану в зварних з'єднаннях низьковуглецевих низьколегованих сталей після різних режимів зварювання. В ході виконання досліджень виявлено особливості морфологічної будови структурного стану низьковуглецевих низьколегованих сталей після різних режимів зварювання. Встановлено взаємозв'язок між критеріями оцінки структурного стану низьковуглецевих низьколегованих сталей та технологічними параметрами режимів зварювання. Виявлено та проаналізовано залежність між технологічними параметрами зварювання та структурним станом низьковуглецевих низьколегованих сталей. Отримано та проаналізовано математичні моделі зв'язку між технологічними параметрами зварювання та критеріями оцінки структурного стану низьковуглецевих низьколегованих сталей. На підставі отриманих результатів запропоновано алгоритм використання математичного апарату імітаційного моделювання відповідних процесів.^UThe dissertation is devoted to the physical and mathematical analysis of the structural condition process in welded low-carbon and low-alloy steel under different welding conditions. In the course of the investigation the peculiarities of structural condition morphology of low-carbon and low-alloy steel under different welding conditions were identified. The interaction between the structural condition assessment of low-carbon low-alloy steel and technological parameters of welding conditions was deteсted. The dependence of welding technological parameters on structural condition assessment of low-carbon low-alloy steel was determined and analyzed. The mathematical models of interelation between welding technological parameters and structural condition assessment of low-carbon low-alloy steel was found and analyzed. Based on the results obtained the mathematical simulation algorithm was suggested.

Сьогодні дуже велике значення у світі приділяється розвитку атомних станцій малої потужності (АСМП). Україна зі своїм великим машинобудівним потенціалом має зайняти достойне місце серед виробників необхідного для АСМП обладнання. Одним з основних елементів реакторної установки (РУ) є парогенератор (ПГ).В роботі виконано аналіз стану розробки АСМП, існуючих конструкцій ПГ. З аналізу використаних конструкцій ПГ зроблено висновок, що найбільш прийнятним є ПГ з коаксіальними змійовиками. У якості матеріалу теплообмінних трубок використовуються титанові сплави. За прототип конструкції вибрано вертикальний ПГ з перегрівом пари, що використовується у ядерній енергетичній установці КЛТ-40С. Запропоновано конструкцію ПГ, яка не має недоліків прямоточних ПГ та дозволяє здійснювати продувку, яка суттєво спрощує водно-хімічний режим. Проведено розрахункове співставлення різних схем паротурбінних установок, яке показало підвищення абсолютного електричного ККД з ускладненням теплової схеми за рахунок використання регенеративних підігрівачів, проміжного сепаратору та перегрівача пари. Показано, що кожний захід приводить до підвищення ККД приблизно на 1 %. Розроблено методику техніко-економічного розрахунку ПГ. Для оптимізації за критерієм мінімуму приведених витрат необхідно визначити вартість ПГ та витрати електроенергії на циркуляцію теплоносія та робочого тіла через нього. Для визначення вартості розроблено конструкційний розрахунок ПГ, а саме розмірів основних його елементів: теплообмінних трубок (ТОТ), циліндричної частини, кришки, днища та патрубку корпусу. Показано, що розглянута конструкція має певні особливості, а саме для визначення основних розмірів треба задавати п'ять параметрів, замість чотирьох для решти теплообмінних апаратів: діаметр ТОТ, крок розташування ТОТ у вертикальному та горизонтальному напрямках, швидкість живильної води в ТОТ та швидкість теплоносія у міжтрубному просторі. Останній параметр визначає кількість рядів концентричних змієвиків, які складають площу теплообміну.При розробці алгоритму теплового розрахунку проаналізовані різні формули для визначення коефіцієнтів тепловіддачі при поперечному обтіканні теплоносієм горизонтальних змієвиків та при протіканні робочого тіла в теплообмінних трубках на п'яти ділянках теплообміну. Проведено варіантні розрахунки для визначення впливу основних конструктивних параметрів на площу теплообміну ПГ. Розроблено методику гідравлічного розрахунку теплообмінної поверхні та ділянок до та після поверхні теплообміну у ПГ. Проведено варіантні розрахунки для визначення впливу конструктивних параметрів на гідравлічний опір парогенератору. Досліджено умови, які забезпечують гідравлічну стійкість роботи прямоточного парогенератору. Проведено аналіз математичної моделі, яка пояснює виникнення гідравлічної нестійкості в каналі з двофазним робочим тілом. Зроблено фізичне пояснення використання дросельної шайби на вхідній ділянці для запобігання виникнення нестійкості. Показано, що додатковий опір може бути забезпечений певними розмірами живильної трубки, яка підводить воду до теплообмінної трубки. В результаті аналізу умови досягнення гідравлічної стійкості виявлено недостатню визначеність цієї нерівності. Запропоновано визначати додатковий опір через врахування можливого відхилення розмірів теплообмінних труб, які серед розглянутих параметрів, найбільше впливають на розрахунковий гідравлічний опір ТОТ. Проведено оптимізацію основних конструктивних параметрів прямоточного ПГ. При розрахунку вартості ПГ було враховано витрати на зварювання ТОТ. Це дозволили визначити оптимальний діаметр ТОТ за мінімумом приведених витрат. Оптимальна швидкість живильної води на вході в ТОТ дорівнює 0.71 м/с. Визначено, що товщина кільцевого зазору між корпусом та шахтою для проходу теплоносія визначається з умови мінімуму гідравлічного опору при виході теплоносія з патрубку.^UToday, the world attaches great importance to the development of low-power nuclear power plants (NPPs). Ukraine with a large machine-building potential should take its rightful place among the manufacturers of equipment necessary for AIPS. One of the main elements of a reactor plant (RP) is a steam generator (SG).The paper analyzes the state of development of low-power NPPs, existing structures of SGs. From the analysis of the used SG designs, it was concluded that the most acceptable is the SG with coaxial coils. Titanium alloys are used as the material for the heat exchange tubes. A vertical steam generator with steam superheating used in the KLT-40S NPP was chosen as a prototype of the design. The proposed design of SG does not have the drawbacks of direct-flow SG and allows for blowing, which greatly simplifies the water-chemical regime. A computational comparison of different schemes of steam turbine plants was carried out, which showed an increase in the absolute electrical efficiency with a complication of the thermal scheme due to the use of regenerative heaters, an intermediate separator and a steam superheater. It is shown that each measure leads to an increase in efficiency by about 1%.The technique of technical and economic calculation of SG has been developed. To optimize according to the criterion of the minimum of the reduced costs, it is necessary to determine the cost of the SG and the energy consumption for the circulation of the coolant and the working fluid through it. To determine the cost, a structural calculation of the SG has been developed, namely, the dimensions of its main elements: heat exchange tubes (HET), cylindrical part, cover, bottom and housing branch pipe. It is shown that the design under consideration has certain features, namely, to determine the main dimensions, it is necessary to set five parameters, instead of four for the rest of the heat exchangers: the HET diameter, the HET positioning step in the vertical and horizontal directions, the feed water velocity in the HET and the coolant velocity in the annular space. The last parameter determines the number of rows of concentric coils that make up the heat transfer area.When developing an algorithm for thermal calculation, various formulas for determining the heat transfer coefficients were analyzed for the transverse flow of the coolant around horizontal coils and for the flow of the working fluid in the heat exchange tubes at five heat transfer sections. Variant calculations were carried out to determine the influence of the main design parameters on the SG heat exchange area. A method has been developed for the hydraulic calculation of the heat-exchange surface and areas before and after the heat-exchange surface in the SG. Variant calculations have been made to determine the effect of design parameters on the hydraulic resistance of the steam generator. The conditions that ensure the hydraulic stability of the operation of a once-through steam generator (OTSG) have been investigated. The analysis of the mathematical model that explains the occurrence of hydraulic instability in a channel with a two-phase working fluid is carried out. A physical explanation is made for the use of a throttling washer in the inlet section to prevent instability from occurring. It is shown that additional resistance can be provided by certain dimensions of the feed tube supplying water to the HET. As a result of the analysis of the conditions for achieving hydraulic stability, an insufficient certainty of this inequality was revealed. It is proposed to determine the additional resistance, taking into account the possible deviation of the dimensions of the HETs, which among the considered parameters most affect the calculated hydraulic resistance of the HET. Optimization of the main design parameters of the OTSG was carried out. When calculating the cost of the SG, the costs of welding HET were taken into account. This made it possible to determine the optimal diameter of the HET based on the minimum of the reduced costs. The optimal speed of the feed water at the inlet to the HET is 0.71 m / s. It was determined that the thickness of the annular gap between the casing and the shaft for the passage of the coolant is determined from the condition of the minimum hydraulic resistance when the coolant leaves the nozzle.

Дослідження присвячено розробці закладних нагрівальних елементів (ЗНЕ) та параметрів режимів зварювання для покращення з'єднання між закладними нагрівальними елементами та поверхнями полімерних матеріалів з кінцевою метою підвищення механічної міцності зварних з'єднань. В роботі для вирішення поставленої науково-технічної задачі проведено модифікацію поверхні типових закладних нагрівальних елементів з корозійностійкої сталі та титану методом мікроплазмового напилення такими матеріалами як ніхром, титан, молібден і сталь 65Г та розроблено новітні закладні нагрівальні елементи на основі електропровідних полімерних композитів, з використанням яких отримані стикові та напусткові зварні з'єднання з міцністю на рівні, відповідно, 95…98% та 100% міцності основного матеріалу. Зварювання закладним нагрівальним елементом (ЗЗНЕ) використовується, в першу чергу, для з'єднання деталей складної конфігурації в авіакосмічній, автомобіле- та суднобудівній галузях промисловості. При цьому нагрівальний елемент залишається в зварному з'єднанні. У зв'язку з тим, що його структура і властивості відрізняються від основного матеріалу деталей, адгезія між ними низька, а експлуатація в умовах циклічних температурно-силових навантаженнях може призвести до руйнування зварних з'єднань. Тому, актуальним залишається питання підвищення міцності зварних з'єднань шляхом покращення адгезії між закладним нагрівальним елементом і полімерним матеріалом деталей в зварному з'єднанні. В той же час, іншим шляхом вирішення зазначеної проблеми може бути використання нагрівальних елементів, які за своїми властивостями максимально близькі до основного полімерного матеріалу деталей. У зв'язку з цим актуальним є створення і дослідження електропровідних полімерних композитів на основі полімеру, з якого виготовлено деталі, що зварюються, та їх використання як закладних нагрівальних елементів для зварювання.^UThe research is devoted to the development of embedded heating elements (EHE) and welding parameters to improve the bonding between the heating element and the surfaces of polymeric materials with the ultimate goal of increasing the mechanical strength of the welded joints. In the work to solve the scientific and technological task was carried out modification of the surface of typical embedded heating elements of stainless steel and titanium by microplasma spraying such materials as nichrome, titanium, molybdenum, and steel 65G and developed innovative embedded heating elements based on electrically conductive polymer composites that provide formation of butt and overlap joints with a strength level of, respectively, 95 ... 98% and 100% strength of the base material.Welding with an embedded welding element (WEHE) is primarily used for joining parts of complex configurations in the aerospace, automotive, and shipbuilding industries. In this case, the embedded heating element remains in the welded joint. Due to the fact that its structure and properties differ from the basic material of parts, the adhesion between them is low, and the operation under conditions of cyclic temperature-force conditions may lead to failure of the welded joints. Therefore, the relevance of increasing the strength of welded joints by improving the adhesion between embedded heating element and polymeric material of parts in the welded joint is still relevant. At the same time, another way of solving the mentioned problem could be the use of embedded heating element, which is as close as possible to the basic polymeric material of the parts by their properties. In this regard, it is relevant to create and investigate electrically conductive polymeric composites based on the polymer from which the parts to be welded are made and to use them as embedded heating elements for welding.

При проведенні ремонтних робіт трубопроводів і обладнання морськихнафтогазових родовищ, ремонті басейнів для зберігання відпрацьованого ядерногопалива на атомних електростанціях, або інших елементів металоконструкцій,виготовлених з високолегованих корозійностійких хромонікелевих сталейпрацюючих у водному середовищі, застосовують дугове підводне зварювання.Дисертаційна робота присвячена розробці самозахисного порошкового дроту длямеханізованого та автоматизованого мокрого підводного зварювання даних сталей.Досліджено фізико-металургійні особливості впливу водного середовища примокрому підводному зварюванні сталі Х18Н10Т на взаємодію присадкового металуз газами, ступінь окислення легуючих елементів, стабільність процесу горіння дуги,а також імовірність утворення гарячих тріщин та пор в металі шва.За допомогою математичного методу планування експерименту оптимізованогазошлакоутворюючу систему осердя порошкового дроту та визначено необхіднукількість і тип газошлакоутворюючих компонентів і розкислювачів.Визначено головні чинники дестабілізуючого впливу водного середовища тадосліджено методи підвищення стабільності процесу горіння дуги шляхом введенняв склад осердя дроту стабілізуючих компонентів.Перевагами розробленого порошкового самозахисного дроту над існуючоютехнологією ручного дугового підводного зварювання є збільшена продуктивністьвиконання ремонтних робіт, забезпечення економічного ефекту від меншогопростою виробничого циклу АЕС, менший контакт водолазів-зварників і персоналуз радіоактивним середовищем та можливість за рахунок подальшої автоматизаціїпроцесу повного виключення перебування людини в особливо небезпечних умовах.^UArc underwater welding is widely used in the repair of pipelines and equipment ofoffshore oil and gas fields and the repair of spent nuclear fuel storage pools at nuclearpower plants or other elements made of high-alloy corrosion-resistant chromium-nickelsteels. The thesis is devoted to the development of self-shielded flux-cored wire formechanized and automated wet underwater welding of these steels.Physics-metallurgical features of the influence of the water environment during wetunderwater welding of steel Cr18Ni10Ti on the interaction of filler metal with gases, thedegree of oxidation of alloying elements, the stability of the arc combustion process, aswell as the probability of hot cracks and pores in the weld metal.Using the mathematical method of experiment planning, the slag system of thepowder wire core and the required number of gas-slag-forming components anddeoxidizers were determined and optimized.The main factors of destabilizing influence of the aquatic environment are determinedand the methods of increasing the stability of the arc combustion process by addingstabilizing components into the core of the wire are investigated.The advantages of the developed self-protective flux-cored wire over the existingmanual arc underwater welding technology are the increased productivity of repair works,providing economic effect from shorter downtime of the NPP production cycle, shortercontact of divers-welders and personnel with radioactive environment and capabilities forfurther automation to exclude human participation in works under dangerous conditions.

Об'єкт дослідження – внутрішні та зовнішні поверхні поділу конструкційних сталей і сплавів та виробів.Предмет дослідження – опір утворенню міжзеренних пошкоджень і інтеркристалітному руйнуванню конструкційних сталей і сплавів під дією силового навантаження в залежності від структурно-енергетичного стану внутрішніх поверхонь поділу; технологічні режими керування структурою для усунення інтеркристалітного сколу; підвищення експлуатаційної надійності виробів.Метою роботи є створення наукових основ, моделей та методів управління структурно-енергетичним станом поверхонь поділу структурних складових при отриманні виробів з підвищеними параметрами надійності з врахуванням умов їх експлуатації.Методи досліджень: в роботі використана загальна системна методологія, згідно якої розглядалась складна ієрархічна будова сплавів, що досліджувались. Аналіз структури проводився на основі концепції інваріантного моделювання. Застосовували енергетичний та структурно-феноменологічний підходи механіки, суть яких полягає у розгляді структури на різних рівнях ієрархії, встановленні її керівних параметрів та побудові відповідної узагальненої моделі. Вплив структурно-енергетичних характеристик внутрішніх поверхонь поділу на властивості сплавів аналізували методами фізичного матеріалознавства. Використовували металографічні дослідження, сканувальну та електронну мікроскопію, рентгеноструктурний, мікрорентгеноспектральний та фрактографічний аналізи, оже-електронну мікроскопію. Визначали також мікротвердість, LM-твердість, проводили механічні випробування на розтяг і ударний згин при температурах від -196°С до +100°С. Виконана оцінка структурно-енергетичного стану поверхонь поділу зерен після іонно-плазмового травлення зразків, здійснено системне комп'ютерне моделювання властивостей полікристалічних сплавів. Проведені дослідження міцністних параметрів їх поверхонь за допомогою відкритого пакету скінчено-елементного аналізу FEniCS на мові Python.Структуровані та систематизовані результати проведеного комплексу експериментальних і теоретичних досліджень є науковими засадами нового підходу до підвищення експлуатаційної надійності полікристалічних систем шляхом вибору оптимальних параметрів енергетичного стану поверхонь поділу структурних складових. Запропоновані наукові основи і експериментально обґрунтований концептуальний підхід вибору раціональних технологій обробки деталей шляхом використання сукупності системних, енергетичних та градієнтних моделей в якості цифрових двійників структури поверхонь поділу для отримання виробів із заданим життєвим циклом. З використанням енергетичного підходу опису континуальних нелокальних середовищ побудовані математичні співвідношення моделі полікристалічних систем. Показано, що на схильність до утворення міжзеренних пошкоджень і руйнування сплавів мають вплив не тільки абсолютні значення параметрів властивостей мікрооб'ємів, але і їх градієнт.Нові методологічні підходи зернограничного конструювання структури дозволили визначити шляхи управління структурно-енергетичним станом поверхонь поділу при використані технологій зварювання, термічної обробки, легування, мікролегування та поверхневого зміцнення, що забезпечують підвищення параметрів довговічності, ресурсу і безвідмовності виробів при зменшенні вартості їх життєвого циклу.Отриманий в роботі критерій міжзеренної міцності використовується при визначені причин руйнування конструкцій, а також при оптимізації технологій виготовлення відповідальних деталей, які працюють в умовах інтенсивних динамічних і контактних навантажень.Результати, отримані в дисертації, можуть ефективно використовуватись при виборі раціональних режимів зварювання, поверхневого зміцнення, термічної обробки, легування, мікролегування для наукового обґрунтування технологічних рішень по підвищенню опору до утворення міжзеренних пошкоджень і тріщин в деталях, що працюють в умовах інтенсивних зовнішніх впливів.^UThe object of study is the internal and external interfaces of structural steels and alloys and products.The subject of research is the resistance to the formation of intergranular damage and intercrystallite destruction of structural steels and alloys under the action of a force load, depending on the structural and energy state of the internal interfaces; technological modes of structure control to eliminate intercrystallite cleavage; increasing the operational reliability of products.The aim of the work is to create scientific foundations, models and methods for controlling the structural and energy state of the interfaces of structural components when obtaining products with increased reliability parameters, taking into account the conditions of their operation.Research methods: the general system methodology was used in the work, according to which the complex hierarchical structure of alloys was considered and investigated. The structure analysis was carried out on the basis of the concept of invariant modeling. Were used the energetic and structural-phenomenological approaches of mechanics, the essence of which is to consider the structure at various levels of the hierarchy, establish its guiding parameters and build an appropriate generalized model. The influence of the structural and energy characteristics of the internal interfaces on the properties of alloys was analyzed by methods of physical materials science. Used metallographic studies, scanning and electron microscopy, X-ray diffraction, micro-X-ray spectral and fractographic analyzes, Auger electron microscopy. Microhardness, LM-hardness were also determined, mechanical tests for tensile and impact bending were carried out at temperatures from -196 ° C to + 100 ° C. The structural-energy state of grain interfaces after ion-plasma etching of samples was assessed, system computer modeling of properties was carried out. polycrystalline alloys. Conducted research of the strength parameters of their surfaces using the open package of finite element analysis FEniCS in Python.The structured and systematized results of the complex of experimental and theoretical studies are the scientific principles of a new approach to increasing the operational reliability of polycrystalline systems by choosing the optimal parameters of the energy state of the interfaces of the structural components.The proposed scientific foundations and experimentally substantiated a conceptual approach to the choice of rational technologies for processing parts by using a set of system, energy and gradient models as digital twins of the interface structure to obtain products with a given life cycle.Using the energy approach for describing continuous nonlocal media, mathematical relations are constructed for the model of polycrystalline systems. It is shown that the tendency to the formation of intergranular damage and destruction of alloys is influenced not only by the absolute values of the parameters of the properties of microvolumes, but also by their gradient.New methodological approaches to grain-boundary design of the structure made it possible to determine the ways of controlling the structural and energy state of the interface surfaces when using the technologies of welding, heat treatment, alloying, microalloying and surface hardening, which provide an increase in the parameters of durability, resource and reliability of products while reducing the cost of their life cycle.The criterion of intergranular strength obtained in this work is used to determine the causes of destruction of structures, as well as to optimize technologies for the manufacture of critical parts operating under conditions of intense dynamic and contact loads.The results obtained in the dissertation can be effectively used in the selection of rational modes of welding, surface hardening, heat treatment, alloying, microalloying for the scientific substantiation of technological solutions to increase the resistance to the formation of intergranular damage and cracks in parts operating under intense external influences.

Дисертація присвячена розробці технологій отримання мідно-алюмінієвихкоаксіальних струмопроводів із застосуванням зварювання вибухом і обладнання для їхреалізації. У роботі проведено аналіз способів отримання коаксіальних з'єднань міді залюмінієм.Введено термін і експериментально вивчено явище «канального ефекту» при ЗВ.«Канальний ефект» – виникнення у проміжку потоку кумулятивних викидів металу таударно-стисненого нагрітого газу, що заповнює проміжок.Встановлено, що зростання об'ємної частки і товщини прошарку інтерметалідів в зоніз'єднання при ЗВ міді з алюмінієм за коаксіальною схемою при віддаленні від точкиініціювання, незалежно від середовища в зварювальному проміжку (повітря або вакуум),пояснюється «канальним ефектом» при зварюванні вибухом.Показано, що на отримання коаксіальних з'єднань є обмеження за довжиною.Показано, що вакуумування зварювально проміжку має позитивний вплив на структуруз'єднання. Встановлено фактори, які впливають на утворення інтерметалідів у зоні з'єднанняміді з алюмінієм. Зокрема, одним із таких факторів є наявність ударно-стиснутого газу узварювальному проміжку.Досліджено хімічний склад завихрень на зразках біметалу мідь-алюміній тамікроструктуру і механічні властивості мідно-алюмінієвого біметалічного стрижня післяпротягування.Розроблено розрахункову модель визначення НДС силових елементів ТВК під часвибуху в ній плоского заряду кінцевих розмірів. Розраховані величини напружень задовільнокорелюють з експериментальними результатами. Експериментально досліджено НДС стан велементах ТВК. Запропонований критерій критичних напружень в металі камери.Результати проведених досліджень покладені в основу розробки технологіївиготовлення мідно-алюмінієвих струмопроводів з тонким (300 мкм) шаром міді для системкерування авіатехніки на замовлення ДП «Антонов». Розроблено технологію (ЗВ +зварювання тертям) отримання біметалевих гільз для з'єднання гнучких багатожильнихпроводів.Розроблено та виготовлено ТВК з автоматизованим процесом завантаження заготовокдля ЗВ, що забезпечує збільшену продуктивність процесу ЗВ.^UThe dissertation is devoted to the studying of the structure and mechanical properties ofcopper and aluminum coaxial joints obtained by explosion welding (EW) and the creation ofequipment for this process.The analyzes of the methods of coaxial joints obtaining was fulfilled. The advantages of EWover other methods of copper with aluminum joining were established. The relevance of equipmentfor EW creating is also shown.The microstructure of the connection of copper and aluminum obtained by means of EW inflat and coaxial schemes is investigated. It has been established that welding on the same energymode more intermetallics are formed in the coaxial joint, which is due to the absence of lateralleakage of shock-compressed gas.The term was introduced and the phenomenon of "channel effect" in EW wasexperimentally studied. The mass transfer ratio of metal particles from the surfaces to be joined wasevaluated during EW of the plates of steel 20. It was found that the thickness of the metal layer,which is ripped off to the surface of the plate was 30 μm, which is 4..7 times higher than theestimating calculation. This increase in the mass of the cumulative jet leads to a decrease in itsvelocity and the capture of its content in a vortex.The chemical composition of vortices on copper-aluminum bimetal samples was studied. Itis established that Al2Cu (θ-phase, ~ 28.2-29% Al) and AlCu (η-phase, ~ 46-46.7% Al) structuresare formed during welding in air, and when welding in vacuum-type Al3Cu (ζ-phase, ~ 24.6-25.3%Al) and alloy eutectic Al-Al2Cu. Phases appeared in vacuum have more electrical conductivity.The microstructure and mechanical properties of a copper-aluminum bimetallic rod with adegree of compression of 90% during drawing and subsequent exposure at different temperatureswere studied. It was found that during exposure for a period of one hour at a temperature of 300 ° Ca layer of intermetallics 1-2 μm thick is formed, and during the same period at a temperature of 350° C a layer of intermetallics 4-5 μm thick is formed. The relative elongation of tensile samples aftercold drawing increases from 11.6% in the initial state to 57.5% after heat treatment.A numerical method for determination of the stress-strain state of the tubular chamber powerelements during an explosion of a flat explosive charge has been developed. The calculated valuesof stresses are satisfactorily correlated with the experimental results. Additionally the stress-strainstate in the elements of the tubular explosive chamber was experimentally investigated and a criteriaof the critical stress state in elements of the chamber was suggested.A tubular explosive chamber with an automated process of billets loading into EW has beendeveloped, it increases the productivity of the process.The calculation method of optimal geometrical parameters choice for an aluminum bar and acopper tube was developed. A special form of aluminum billet is proposed, which has a number ofpractical advantages.The results of the research are the basis for the development of the technology of copperaluminumpower lines manufacturing with a thin (300 μm) copper layer for control systems ofaircraft company "Antonov". The influence of the filler matter inside inner tube during externalcladding was experimentally investigated to preserve the shape of the workpiece.A special design of the container for backfilling explosives was developed, which ensureduniformity of backfilling. A combined technology (EW + friction welding) for obtaining bimetallicsleeves for connecting flexible multi-core wires at the request of a South Korean company has beendeveloped.

В роботі розв'язана актуальна науково-технічна задача створення технологічних прийомів і обладнання гібридного плазмово-дугового зварювання вуглецевих, легованих сталей, алюмінієвих сплавів для підвищення механічних характеристик одержуваних з'єднань та зменшення собівартості за рахунок зниження погонної енергії і збереження вмісту легуючих елементів в швах шляхом поєднання розрахункового підходу з експериментальними дослідженнями.На основі аналізу сучасного стану гібридного плазмово-дугового зварювання плавким електродом показано, що наявність плазмової дуги приводить до рівномірного розподілу дуги з плавким електродом по всій поверхні краплі, яка формується при масопереносі, зменшення щільності струму на її поверхні і значному зниженню рівня перегріву поверхні краплі та, як наслідок, зменшенню вигорання легкоплавких легуючих елементів електродного дроту. Встановлено, що вплив дуги з плавким електродом на плазмову дугу зворотної полярності у поєднанні з модифікацією газодинаміки плазмоутворюючого газу створює умови циклічного переміщення анодної плями по робочому торцю кільцевого неплавкого електроду, що підвищує ресурс його експлуатації.Встановлено, що при гібридному плазмово-дуговому зварюванні сталей типу 09Г2С, AISI304 і алюмінієвих сплавів АМг6, 1561, 5083, 7075 товщиною до 10 мм із швидкостями 15-60 м/год. погона енергія (plasma+MIG) становить (450…750)+(250…750) кДж/мм, що дозволяє мінімізувати вигорання легких легуючих елементів і забезпечити міцність з'єднань з алюмінієвих сплавів на рівні 85-95% та їх відносне видовження до 80% від показників основного металу у сполученні із залишковими деформаціями приблизно на 40% меншими за такі для MIG зварювання і залишковими напруженнями на рівні таких для MIG зварювання. З метою покращення механічних властивостей та підвищення економічності одержання зварних з'єднань алюмінієвих сплавів створено технологічні прийоми гібридного плазмово-дугового зварювання, які дозволяють знизити погонну енергію на 40% порівняно із MIG процесом та мінімізувати ефект вигорання таких легуючих елементів, як Mg (≤5%), Mn (≤15%) тощо.Створено математичну модель, яка дозволяє спрогнозувати динаміку плавлення електродного дроту за наявності оточуючої плазмової дуги і визначити вплив дуги плавкого електроду на вольт-амперну характеристику плазмової дуги.Розроблено, виготовлено і впроваджено в Гуандунському інституті зварювання (м. Гуанчжоу, КНР), а також в Зварювальній акціонерній компанії «HUAHENG» (м. Куньшань, провінція Цзянсу, КНР) комплекс обладнання для гібридного плазмово-дугового зварювання плавким електродом, з використанням якого виготовлено партію елементів судових конструкцій з алюмінієвих сплавів 1561 і 7075 товщиною 5-8 мм та сталей товщиною до 12 мм за один прохід без розробки крайок.^UThe paper addresses the current scientific and technical challenge of creating technological methods and equipment for hybrid plasma-arc welding steels and aluminum alloys to increase the mechanical characteristics of the obtained joints while simultaneously reducing costs by means of reducing heat input and maintaining the content of alloying elements in the seams by combining the calculated approach with experimental studies.Based on the analysis of the current state of hybrid Plasma-MIG welding, it is shown that the presence of plasma arc leads to uniform distribution of the arc with a melting electrode over the entire surface of the droplet, which is formed during mass transfer, reducing current density on its surface and significantly reducing of the temperature of the droplet surface and, as a consequence, reducing the burnout of low-melting alloying elements of the electrode wire. It is established that the influence of the arc with a fusible electrode on the plasma arc of positive electrode polarity in combination with the modification of the gas dynamics of the plasma-forming gas creates conditions for cyclic movement of the anode spot along the working end of the annular nonfusible electrode, which increases its service life.It was established, that at hybrid plasma-arc welding of steels such as Q235, AISI304 and aluminum alloys AMg6, 1561, 5083, 7075 thickness up to 10 mm with speeds of 15-60 m/h heat input (plasma+MIG) is (450...750)+(250...750) kJ/mm, which allows to minimize the burning of light alloying elements and ensure the strength of the compounds of aluminum alloys at the level of 85-95% and their relative elongation to 80% of the parameters of the base metal in combination with the residual deformations are up to 20- 40% less than those for MIG welding and residual stresses at the level of such for MIG welding. In order to improve mechanical properties while increasing the cost-effectiveness of obtaining welded joints of complex alloyed aluminum alloys, technological techniques of hybrid plasma arc welding have been created, which allow to reduce the heat input up to 40% in comparison with the MIG process and minimize the burning effect of such alloying elements as Mg (≤5%), Mn (≤15%). A mathematical model was developed. It allows to predict the dynamics of the melting of the electrode wire in the presence of the surrounding plasma arc and to determine the influence of the MIG arc on the volt-ampere characteristics of the plasma arc.Developed, manufactured, and implemented in the Guangdong Welding Institute (Guangzhou, China), as well as in the Welding Joint Stock Company "HUAHENG" (Kunshan, Jiangsu Province, China) a set of equipment for hybrid Plasma-MIG welding. Using this set of equipment a batch of elements of ship structures was manufactured which made of aluminum alloys 1561 and 7075 with a thickness of 5-8 mm and steels up to 12 mm thick in one pass without the development of edges.

Проведено аналіз стану питання з охорони праці в світі та Україні в зварювальному виробництві, визначено шкідливі виробничі фактори і виділено серед них домінуючі. Розкрито основні методи і засоби вимірювань зварювального аерозолю та чадного газу на робочих місцях зварювальника з урахуванням типу покриття електрода. Побудувано математичні моделі вмісту чадного газу та зварювального аерозолю в повітрі робочих зон у залежності від умов зварювання (електричного струму, часу, типу електрода та відстані до джерела). Проаналізовано основні причини відмов системи захисту, складено дерево відмов і запропоновано розрахункову формулу для визначення ймовірності відмови системи. Продемонстровано ефективність управління ризиком шляхом оптимізації вибору найбільш значущих елементів і умов їх експлуатації. Розроблено засіб ефективного захисту обличчя зварювальника від електричної дуги з одночасним контролем чадного газу в повітрі робочої зони. Ключові слова: електродугове зварювання, зварювальне виробництво, чадний газ, зварювальний аерозоль, електроди, ризик, дерево відмов, безпека праці.^UThe dissertation analyses the state of labour protection in the world and Ukraine in the welding industry, identifies harmful production factors and highlights the dominant ones. Much attention is paid to studying substances that affect workers when welding and cutting non-ferrous metals. Occupational diseases are described, as well as measures and means of protection of welders in the process of work from the influence of harmful and dangerous factors. The classification of the most widespread modern respirators in Ukraine for welders is carried out. The analysis of scientific studies on maintaining safety of welding works is also performed. Particular attention was paid to the build-up of welding aerosol and carbon monoxide emissions in different types of welding, the impact of CO on welders and means of protection against it. The hazards associated with carbon monoxide formation in the welding area is under research as well, especially in confined spaces and poorly ventilated areas. The issues of work safety of persons directly involved in welding processes and for people in the vicinity of the welder's workplace was analysed. The analysis of performance of welding works and the main means of protection is laid out. It is determined that the issue of study on working conditions in the workplace is insufficiently researched, so it is relevant. The issue of the impact of CO emissions on the welder's workplace is insufficiently studied, so there is a need for additional research to assess the spread of carbon monoxide in the working area of the welder and selection of necessary protection and ventilation systems. The main methods and means of measuring welding aerosol and carbon monoxide at the welder's workplaces are revealed, taking into account the type of electrode coating. As a result of the study of main welding works it has been established that the following groups of electrodes are most frequently used: basic cover type, rutile and rutile-cellulose type. The method of studying the distribution of carbon monoxide of welding aerosol in the working area of the welder in order to improve it, namely: the study of sources of carbon monoxide from different types of electrodes in the working area of the welder was conducted in conditions close to production. While applying the method of CO research the need for additional equipment and measuring devices was established in order to estimate build-up of the gas in spaces above the welding zone and determine its concentration due to its high volatility. Given the significant complexity of the determination of CO in the open by devices such as DOZOR, due to high volatility of the gas, it was proposed to supplement them with innovative novelty. An additional dome-shaped canopy (internal volume of one cubic meter) over the area of study was implemented as a proposition. The canopy housed the rod of the measuring instrument with the analyzer. This canopy allows to contain gas and concentrate it in a certain area. With no such canopy it would be almost impossible to determine the dynamics of carbon monoxide build-up in the welding zone. Mathematical models of carbon monoxide and welding aerosol content in the air of working areas depending on welding conditions (electric current, time, electrode type and distance to the source) are constructed. Computational models of the correlation between concentration of welding aerosol in the air and the electric current, time and distance to the source for electrodes with different types of coating during ventilation and ventilation that do not work are also listed within the study. The main causes of protection system failures are analysed, a tree of failures and a calculated formula for the probability of system failure are compiled. Demonstrated the effectiveness of risk management by optimizing the choice of the most important elements and conditions of their operation. In order to improve the standard means of assessing carbon monoxide in the workplace, a new modification of the modern welder's mask developed and created by the author is considered, which provides adequate and effective protection of the human face from electric arc indoors. The «Zvaryvalnik» program is developed to simulate influence of most common threats: welding aerosol; carbon monoxide, noise; air temperature; electromagnetic radiation; ultraviolet radiation; infrared radiation into the worker during the process and the means of their optimization to consolidate knowledge and experiance on industrial safety and personal health. Keywords: electric arc welding, welding production, carbon monoxide, welding spray, electrodes, risk, failure tree, labour safety.

Робота присвячена підвищенню ефективності управління процесом автоматизованого лазерного зварювання в умовах дії непередбачених факторів шляхом створення: спеціалізованих інформаційних баз знань на основі реляційних відношень параметрів режимів лазерного зварювання за результатами експериментів; металографічних зображень макро-, мікроструктур зварного шва і колошовної зони за результатами комп'ютерно-експериментального моделювання; інформаційної технології об'єктивного оцінювання компонентів апаратного забезпечення збору даних і управління через формування коефіцієнтів видачі релевантної інформації (КВРІ). Їх особливість полягає в тому, що значення пріоритетних коефіцієнтів дорівнюють одиниці, що при створенні спеціалізованої інформаційної бази даних високоякісних елементів, модулів, пристроїв тощо зменшує енергетичні, часові, просторові і матеріальні витрати. Крім того, синтез безрозмірних КВРІ забезпечує об'єктивне оцінювання ефективності технологічних лазерних комплексів у цілому. Це показано на прикладах синтезованих КВРІ лазерних випромінювачів, волоконних лазерних модулів, скануючих елементів датчиків положення зварного стику тонкостінних конструкцій. Ефективність інформаційних технологій обґрунтовано теоретично і підтверджено розрахунками та експериментами. Основні теоретичні та практичні результати досліджень впроваджено в низці підприємств і державному університеті України.^UIn the dissertation work the actual scientific and technical problem of the increase of efficiency for the control of automated laser welding process under conditions of unforeseen factors by the creation of: specialized information bases of knowledge on the basis of relations of parameters of laser welding modes by experimental results; metallographic images of macro-, microstructures of the weld and the seam zone according to the results of computer-experimental modeling; specialized information database due to information technology of objective evaluation of hardware components of data collection and control through the formation of coefficients for issuing relevant information (CIRI) on the examples of laser emitters, fiber laser modules, scanning elements of weld joint position sensors of thin-walled structures is solved.For the first time, a specialized information base of knowledge has been expanded by creating high-quality metallographic images of fine-grained macro-, microstructures of welds and the seam zone of butt joints of thin-walled structures under conditions of unforeseen factors through the use of developed new and improved methods of crystallization control by laser radiation pulses of complex shape. The complexity is to create conditions for crystallization control, which ensure the emergence of the maximum number of crystallization centers while minimizing the linear growth rate of crystals. Three methods of crystallization control are proposed: by additional thermal effect on molten metal, the control of modulating pulses of combined laser-ultrasonic radiation due to the change of their frequency, amplitude and their formation by pulse-width modulation method, which creates a fine-grained structure in cast metal of the seams at the macro- and microlevels and provides high operational reliability due to high mechanical properties of connection of thin-walled structures.The information technology for objective estimation of multiparametric components of data collection hardware (CDCH) and control in creating a specialized information database through the proposed criteria for issuing relevant information (CIRI), the peculiarity of which is that the value of the priority of coefficients (penalty functions, et etc.) is equal to one, has received the further development. The visualization of CIRI at the comparative analysis accelerates the process of a choice of the best hardware components of data collection and control, and also the procedure of creation of the specialized information database at the corresponding enterprise. The verification is confirmed by calculations of the synthesized CIRIs on the examples of laser emitters, fiber modules and scanning elements of weld joint position sensors of thin-walled structures.The use of specialized information base of knowledge (mathematical models, generalized criteria for issuing relevant information) and CDCH database, which are used at the stage of technological preparation of information to control the process of automated laser welding of thin-walled structures under conditions of unforeseen factors, reduces material and energy time costs due to the reduction of costs for the corresponding preliminary labor-intensive research of manufacture technological preparation, this is especially noticeable in small-scale production and, as a result, expenses decrease by almost 50 %. Given that the most promising and the least developed are information technologies of analysis under conditions of unforeseen factors to determine the best: control modes of the processes of automated laser welding of thin-walled structures; crystallization control methods at the levels of macro-, microstructures of welds and seam zones; hardware components for data collection and control, it is proposed to transfer the stored information to the developer from specialized information databases and data in the form of graphs, histograms, which accelerates the reception of information by 3, .., 4 orders.The method for determining the best information parameters of the mode of laser welding of thin-walled structures to achieve the maximum value of the use of laser radiation power, the efficiency of which is 33%, is formulated.The scheme of relations of metallographic weld images and the frequency of modulated laser pulses which provides their qualitative structures at macro- and microlevels is created. On the example of welding of steel structures of grade 1.4541 and thickness δ=0.2 mm, the results of the experiment determine the relationship between the value of frequency range of modulated laser pulses and the best value, namely: 2.0 ..., 3.0 kHz, while the size of austenitic grain is about 3 3 microns. This increases the ductility and strength of the welded joint of thin-walled structures.

У дисертаційній роботі вирішено важливу науково-технічну проблему створення методів та засобів комп'ютеризованого оцінювання стану матеріалів та елементів конструкцій шляхом побудови методів структурно-адаптивної сегментації зображень для кількісного визначення їх діагностичних параметрів. Розроблені методи охоплюють попередню обробку зображень, локалізацію 39 об'єктів інтересу, сегментацію, кількісне визначення параметрів. Акцентовано локалізацію зварних швів та визначення розміру дефектів зварювання на складно-структурованому фоні, аналіз корозійних ушкоджень на зображеннях фарбованих поверхонь довільного кольору, моделювання та аналіз лазерного армування поверхні алюмінієвого сплаву частинками карбіду кремнію, оцінювання поруватості металевих покриттів, підвищення точності відслідковування траєкторії руху при електронно-променевому зварюванні, аналіз фрактографічних зображень зламів теплостійких сталей. Розроблено структурно-адаптивний метод сегментації зон зварних швів різної форми на радіографічних зображеннях. Завдяки введенню нових інформативних ознак дефектів у зоні зварного шва труб нафто-газового сортаменту побудовано метод сегментації дефектів, що підвищило імовірність правильної класифікації сферичних пор та шлаків. Розроблено методику визначення глибини дефектів за їх радіографічними зображеннями та експериментально встановлено відносні похибки визначення ширини та глибини дефектів. На основі циліндричної колірної моделі і одномасштабного ретинексу вперше розроблено методику структурно-адаптивної сегментації корозійних ушкоджень на зображеннях фарбованих поверхонь довільного кольору, отриманих при нерівномірному освітленні. Проведено моделювання для різної об'ємної концентрації частинок в поверхневому шарі алюмінієвого сплаву на основі рівномірного розподілу. Це забезпечило можливість порівняння експериментальних і змодельованих зображень перерізів поверхневих шарів для визначення об'ємної концентрації частинок карбіду кремнію та подальше прогнозування механічних властивостивостей таких поверхонь. Розроблено метод структурно-адаптивної локалізації та сегментації пор на зображеннях поверхні оксидокерамічних покритів, що використовує перевірку області фону пори, чим забезпечено можливість обчислення ступеня поруватості покриття.^UThe dissertation solves an important scientific and technical problem of creating methods and means for computerized assessment of materials and structural elements by creating methods of structure-adaptive image segmentation to quantify their 40 diagnostic parameters. The developed methods include image pre-processing, localization of objects of interest, segmentation, quantitative parameter estimation. It is necessary to highlight the localization of welds and determining the size of welding defects on a complex-structured background, analysis of corrosion damage on images of painted surfaces of arbitrary color, modeling and analysis of laser reinforcement of aluminum alloy with silicon carbide particles, evaluation of porosity of metal coatings, improving the accuracy of tracking motion in electron beam welding, analysis of fractographic images of fractures of heat-resistant steels. A structure-adaptive method of segmentation of weld zones of different shapes on radiographic images has been developed. Due to the introduction of new informative features of defects in the welding area of the oil and gas pipes, a method of defect segmentation was constructed, which increased the probability of correct classification of spherical pores and slags. A method for calculating the depth of defects based on their radiographic images has been developed and the relative errors in calculation the width and depth of defects have been experimentally established. On the basis of a cylindrical color model and a single-scale retinex, a method of structure-adaptive segmentation of corrosion damage on images of painted surfaces of arbitrary color obtained under non uniform illumination was developed. Modelling for different volume concentrations of particles in the surface layer of aluminum alloy based on uniform distribution was performed. This made it possible to compare experimental and simulated images of surface layers cross-section to determine the volume concentration of silicon carbide particles and further prediction the mechanical properties of such surfaces. A method of structure-adaptive localization and segmentation of pores on surface images of oxide ceramic coatings has been developed, which uses the verification of the pore background area, which provides the possibility of calculating the degree of porosity of the coating.

Дисертація присвячена вивченню пірометалургійних процесів у промислових флюсоплавильних печах. Розроблені рекомендації стосовно зниження вмісту ушлаковому розплаві шкідливих домішок – сірки і фосфору. Створено термодинамічні моделі десульфурації та дефосфорації шлакового розплаву. Досліджено вплив технології плавки флюсів методом дуплекс-процесу на вміст в них водню і кінетику його десорбції при нагріві, вміст дифузійного водню в наплавленному металі при застосуванні плавлених флюсів і агломерованих флюсів, що містять в складі шихти плавлені напівпродукти.Визначено вплив технології плавки методом дуплекс-процесу на термодинамічну активність іонів кисню в шлаковому розплаві. Досліджено рівень і кінетику термодинамічної активності іонів кисню в шлакових розплавах при введенні в них розкислювачів. Отримано залежності вмісту кисню в краплях і наплавленному металі, переходу основних легуючих елементів (C, Si, Mn) з електродного дроту в наплавлений метал при зварюванні під флюсами системи MgO - Al2O3 - SiO2 - CaF2 від активностей іонів кисню і оксиду кремнію в шлаковому розплаві.На основі розроблених рекомендацій ведення процесу плавлення зварювальних флюсів методом дуплекс-процесу розроблена і затверджена зміна № 4 до ТУ 05416923.049-99 «Флюси зварювальні плавлені», згідно якої у флюсах граничний вміст сірки знижено з 0,11 до 0,09 %, а фосфору – з 0,12 до 0,10 %.Розроблено плавлений флюс АН-69 і проведено його дослідно-промислове випробування на ДП МОУ «Київський механічний завод» при відновлювальному наплавленні вертикального вала екскаватора Е652.Запропоновано використання у складі шихти при виготовленні агломерованих флюсів плавлених напівпродуктів. Збільшення вмісту плавленого напівпродукту в складі агломерованого флюсу приводить до зниження схильності флюсу до сорбування вологи з оточуючої атмосфери і зниження вмісту дифузійного водню в наплавленому металі при зварюванні.Розроблені флюси марок АНКС-28А і АНК-43 із вмістом плавленого напівпродукта 15 та 40 % відповідно забезпечують вміст дифузійного водню в наплавленому металі 3,5 і 2,6 см3/100 г. Агломерований флюс марки АНК-43, призначений для зварювання конструкцій із вуглецевих і низьколегованих сталей категорії міцності до Х80. Агломерований флюс марки АНКС-28А у поєднанні із дротом Св-10НМА рекомендовано до застосування при виготовленні мостових конструкцій із сталі 06ГБД при температурі експлуатації до - 40 °С.^UThe dissertation is devoted to the study of pyrometallurgical processes in industrial flux melting furnaces. Recommendations are developed concerning the reduction of the content of harmful impurities of sulfur and phosphorus in the slag melt. Thermodynamicmodels of slag melt desulfurization and dephosphorization have been developed. The influence of flux diplexing technology by the duplex process on the hydrogen content and the kinetics of its desorption at heating, the diffusion hydrogen content in weld metal using melted fluxes and agglomerated fluxes containing fused half-products in the composition have been investigated.The influence of the technology of melting by the duplex process method on the thermodynamic activity of oxygen ions in the slag melt is determined. The level and kinetics of thermodynamic activity of oxygen ions in slag melting with the introduction of deoxidants in it have been studied. The dependences of oxygen content in droplets and deposited metal, the transition of the reciprocating alloying elements (C, Si, Mn) from the electrode wire to the weld metal during welding under the fluxes of the MgO - Al2O3 - SiO2 - CaF2 system on activity of oxygen ions and silicon oxide in slag melt are obtained.Based on the developed recommendations for conducting the melting process of welding fluxes by the duplex process, the change № 4 to TU 05416923.049-99 "Fused welding fluxes " is developed and approved. According to it, the maximum sulfur content in fluxes is reduced from 0.11 to 0.09%, and phosphorus content - from 0.12 to 0.10%.The fused flux AN-69 was developed and its experimental-industrial test was performed at the State Enterprise under the Ministry of Defense of Ukraine "Kyiv Mechanical Plant" during the restorative surfacing of the vertical shaft of the excavator E652.It was proposed using of fused intermediates in the production of agglomerated fluxes. Increasing in the content of molten intermediate in the composition of the agglomerated flux leads to a decrease in the tendency of the flux to sorb moisture from the surrounding atmosphere and reduces the diffusion hydrogen content in the weld metal during welding.The developed fluxes of the ANKS-28A and ANK-43 brands with the content of the fused intermediate of 15 and 40% respectively provide the diffusion hydrogen content in the weld metal to be of 3.5 and 2.6 cm3/100 g.The agglomerated flux of the ANK-43 brand intended for welding of designs from carbon and low-alloy steels of strength category up to X80 inclusive. The agglomerated flux of the ANKS-28A brand in combination with the Sv-10NMA wire is recommended for use at production of bridge designs from 06GBD steel at operating temperature to - 40°C.