Автоматичне зварювання, 2026, №01

2026 №01 (04)

DOI of Article 10.37434/as2026.01.05

2026 №01 (06)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 1, 2026, с. 37-47

Сучасні технології зварювання сталей великих товщин

П.І. Онищенко, Т.Б. Майданчук

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул Казимира Малевича, 11. E-mail: pwi_37@ukr.net

На сьогоднішній день у будівельній, гірничодобувній, металургійній, енергетичній та інших галузях промисловості широко використовуються зварні конструкції зі сталі великих товщин. Проведено аналіз існуючих технологій зварювання сталей, у тому числі із застосуванням висококонцентрованих джерел енергії. Показано, що застосування електронно-променевого, плазмового, лазерного зварювання та гібридних способів на сьогоднішній день потребує високої культури заготівельного виробництва, великих капіталовкладень у допоміжне та зварювальне обладнання. Застосування багатопрохідного електродугового зварювання покритими електродами та механізованого зварювання в захисних газах характеризуються низькою продуктивністю, негарантованою якістю сплавлення присадного матеріалу з основним, утворенням міжшарових дефектів у вигляді шлакових включень, пор. Встановлено, що для зварювання вертикальних швів перспективними технологіями є механізоване дугове зварювання з примусовим формуванням шва та електрошлакове зварювання, які характеризуються високою продуктивністю та стабільністю процесу при значно менших капіталовкладеннях у порівнянні із застосуванням висококонцентрованих джерел енергії. Бібліогр. 56, рис. 9.
Ключові слова: сталь великої товщини, електронно-променеве зварювання, лазерне зварювання, плазмове зварювання, гібридні способи зварювання, зварювання під флюсом, електродугове зварювання з примусовим формуванням шва, електрошлакове зварювання, механічні властивості, техніко-економічне обґрунтування


Отримано 23.09.2025
Отримано у переглянутому вигляді 24.11.2025
Прийнято 12.01.2026

Список літератури

1. Григоренко Ю. (2024) Відновлення інфраструктури підтримало попит на сталь в Україні у 2023 році. https://gmk.center/ua/posts/vidnovlennia-infrastrukturypidtrymalo-popyt-na-stal-v-ukraini-u-2023-rotsi/
2. (2024) Огляд ринку металоконструкцій 2022-2023. Український центр сталевого будівництва (УЦСБ). Асоціація учасників ринку металоконструкцій. https://uscc.ua/uploads/page/images/publications/oglyad_rynku_2023. pdf
3. Кайдалов А. (2004) Электронно-лучевая сварка и смежные технологии. Киев, Экотехнология.
4. Нестеренков В.М., Кравчук Л.А., Архангельский Ю.А., Бондарев А.А. (2013) Формирование сварных швов при электронно-лучевой сварке жаропрочных сталей марок 10Х9МФБА и 10Х12М. Автоматическая сварка, 6, 39–43. https://patonpublishinghouse.com/rus/journals/as/2013/06/07
5. Tóth, T., Hesse, A-C., Kárpáti, V., Mertinger, V., Dilger, K. (2024) Microstructural and mechanical properties of electron beam welded super duplex stainless steel. Welding in the World, 68, 1929–1940. https://doi.org/10.1007/s40194-024-01680-1
6. Терещенко В.И., Либанов А.В. (1987) Выбор и применение способов сварки при изготовлении конструкций. Киев, Наукова думка.
7. Schubert, G. Electron Beam Welding – Process, Applications and Equipment. https://www.ptreb.com/sites/default/files/papers/Electron_Beam_Welding_Process_Applications_and_Equipment2.pdf
8. (2007) EB welding of large components without a vacuum chamber (April 2007). TWI Ltd. https://www.twi-global.com/technical-knowledge/published-papers/eb-welding-oflarge-components-without-a-vacuum-chamber-april-2007
9. Бах Ф.В., Беньяш А., Лау К., Конья Р. (2009). Вневакуумная электронно-лучевая сварка конструкционных сталей. Автоматическая сварка, 5, 29–34. https:// patonpublishinghouse.com/ukr/journals/as/2009/05/05
10. (2022) Ebflow Reduces 200mm Steel Welding Time to 3 Hours. Cambridge Vacuum Engineering. https://camvaceng.com/ebflow-reduces-200mm-steel-welding-time-from-3-months-to-3-hours/
11. Dawes, C. (1992) Laser Welding. A Practical Guide: Chapter 2. Principles of laser welding and its characteristics. Woodhead Publishing Series in Welding and Other Joining Technologies, pp. 19–30. https://doi.org/10.1533/9781845698843.16
12. Бернацький А.В. (2022) Огляд наукових праць, присвячених дослідженню впливу складових процесів лазерного та гібридного лазерно-дугового зварювання на формування структури та рівень механічних характеристик зварних з’єднань конструкційних сталей. Baltija Publishing. https://doi.org/10.30525/978-9934-26-254-8-3
13. Yuantai Li, Shaoning Geng, Leshi Shu, Yan Li, Ping Jiang (2023) Ultra-high-power laser welding of thick-section steel: Current research progress and future perspectives. Optics & Laser Technology, 167, 109663. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.109663
14. Григорьянц А.Г., Грезев А.Н., Грезев Н.В. (2012) Лазерная сварка сталей больших толщин с применением мощных оптоволоконных и СО2-лазеров. Машиностроение.
15. Zu Ming Liu, Shuang Lin Cui, Zhen Luo, Chang Zhen Zhang, Zheng Ming Wang, Yu Chen Zhang (2016) Plasma arc welding: Process variants and its recent developments of sensing, controlling and modeling. J. of Manufacturing Processes, 23, 315–327. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2016.04.004
16. Weman, K. (2012) Plasma welding Welding Processes Handbook (Second Edition). Woodhead Publishing Series in Welding and Other Joining Technologies. https://doi.org/10.1533/9780857095183.71
17. Tashiro, S. (2024) Interaction mechanism of arc, keyhole, and weld pool in keyhole plasma arc welding: A review. Materials, 17(6), 1348. https://doi.org/10.3390/ma17061348
18. Крівцун І.В., Квасницький В.В., Максимов С.Ю., Єрмолаєв Г.В. (2017) Спеціальні способи зварювання. Підручник. Патон Б.Є. (Ред.). Миколаїв, НУК.
19. Sakuramoto, Y., Wada, K., Kanemaru, S., Kamei, T. (2013) Application of plasma welding process for manufacturing of stainless steel cylindrical vessel. In: Taiyo Nippon Sanso Technical Report, Taiyo Nippon Sanso, Tokyo, Japan, Volume 32, pp. 33–34. (In Japanese).
20. Sam Infant Jones, P.G., Rajakumar, S., Kavitha, S., Balasubramanian, V. (2022) Experimental studies on keyhole plasma arc welding process parameters of AISI 304 HCu stainless steel tube joints. Welding International, 36(11), 655–667. https://doi.org/10.1080/09507116.2022.2151386
21. Harish, T.M., Jerome, S., Yadukrishna, B., Rishi, S., Kumar C. (2019) Midhun suresh and krishnakanth ramesh assessment of microstructure and mechanical properties of keyhole plasma arc welded similar butt joint of AISI 304 H austenitic stainless steel. Materials Research Express (Online), 6(11), 1165b2. https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab4e04
22. Emmanuel Sam Franklin, D., Vijay, S.J., Mohanasundaram, S., Kantharaj, I., Hiran Gabriel, D.J. (2021) A study on plasma keyhole welding of stainless steel grade 316. Materials Today: Proceedings, 47(19), 6908–6912. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.05.187
23. (2020) Keyhole welding – definition and variants. Fronius. Perfect Welding Blog. https://blog.perfectwelding.fronius.com/en/keyhole-welding-plasma-tig-arctig/
24. Li Yan, Yun Ze, Zhou Xiang, Wu Chuansong (2023) Fundamental understanding of open keyhole effect in plasma arc welding. Physics of fluids, 35, 043316. https://doi.org/10.1063/5.0144148
25. Jia, C.B., Liu, X.F., Zhang, G.K., Zhang, Y., Yu, C.H., Wu, C.S. (2021) Penetration/keyhole status prediction and model visualization based on deep learning algorithm in plasma arc welding. The International J. of Advanced Manufacturing Technology, 117, 3577–3597. https://doi.org/10.1007/s00170-021-07903-9
26. Li, Y., Wang, L., Wu, C. (2019) Simulation of keyhole plasma arc welding with electro-magneto-thermo-hydrodynamic interactions. The International J. of Advanced Manufacturing Technology, 101, 2497–2507. https://doi.org/10.1007/s00170-018-3067-6
27. Кривцун И.В., Хаскин В.Ю., Коржик В.Н., Ло Цзыи (2015) Промышленное применение гибридной лазерно-дуговой сварки (Обзор). Автоматическая сварка, 7, 44–50. https://patonpublishinghouse.com/as/pdf/2015/as201507all.pdf https://doi.org/10.15407/tpwj2015.07.07
28. Acherjee, B. (2018) Hybrid laser arc welding: State-of-art review. Optics & Laser Technology, 99, 60–71. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2017.09.038
29. Райзген У., Ольшок С. (2009) Гибридная лазерно-дуговая сварка под флюсом. Автоматическая сварка, 4, 46–51. https://patonpublishinghouse.com/ukr/journals/as/2009/04/08
30. Üstündağ, Ö., Bakir, N., Gook, S., Gumenyuk, А., Rethmeier, M. (2022) Hybrid laser-arc welding of laser-and plasma-cut 20-mm-thick structural steels. Welding in the World, 66(3), 507–514. https://doi.org/10.1007/s40194-022-01255-y
31. Кривцун И.В., Крикент И.В., Демченко В.Ф., Райсген У., Забиров А.Ф., Мокров О.А. (2015) Взаимодействие излучения CO2-лазера с плазмой аргоновой дуги при гибридной (лазер + ТИГ) сварке. Автоматическая сварка, 3-4, 7–16. https://patonpublishinghouse.com/ukr/journals/as/2015/04/01 https://doi.org/10.15407/tpwj2015.04.01
32. Царюк А.К., Лєвченко Є.В., Гришин М.М., Вавілов А.В., Кантор А.Г., Бивалькевич А.І. (2020) Зварювання в енергетичній промисловості України. Автоматичне зварювання, 3, 29–34. https://doi.org/10.37434/tpwj2020.03.03
33. Царюк А.К., Скульський В.Ю., Єлагин В.П., Осипенко І.Г. (2025) Технологічна міцність з’єднань сталі 25ХН3МФА при зварюванні під флюсом. Автоматичне зварювання, 2, 29–37. https://doi.org/10.37434/tpwj
34. Романюк В.С., Ковалев В.Д., Резник С.А., Семененко А.Н. (2011) Высокопродуктивная сварка неповоротних стыков труб порошковой проволокой с принудительным формированием шва. Сварщик, 2, 23–25. https://welder.stc-paton.com/pdf/welderua201102.pdf
35. Волошкевич Г.З. (1949) Автоматическая сварка вертикальных швов. Труды по автоматической сварке под флюсом ИЭС им. Е.О. Патона, 6, 81–90.
36. Волошкевич Г.З. (1951) Метод принудительного формирования и его применение. Автоматическая сварка, 1, 5–19.
37. (2006) Машиностроение. Энциклопедия. Патон Б.Е. (Ред.). Т.III. Машиностроение.
38. Походня И.К., Дубовецкий В.Я., Шлепаков В.Н. и др. (1966) Дуговая сварка вертикальных швов с принудительным формированием. Автоматическая сварка, 11, 67–70.
39. Походня И.К., Суптель А.М., Шлепаков В.Н. (1972) Сварка порошковой проволокой. Киев, Наукова думка.
40. Sasaki, K., Suda, K., Motomatsu, R., Hashiba, Y., Ohkita, S., Imai, S. (2004) Development of two-electrode electrogas arc welding process. Nippon Steel Technical Report, 90, 67–74. https://www.nipponsteel.com/en/tech/report/nsc/pdf/n9013.pdf
41. Ющенко К.А., Яблонский Б.В., Крицкий М.В. (1993) Способ вертикальной дуговой сварки под флюсом. А.с. 927441 СССР. МКИ В23К 9/18.
42. Яблонский Б.В. (1988) Техника двухэлектродной сварки вертикальных стыков с принудительным формированием шва под слоем шлака. Автоматическая сварка, 5, 56–59.
43. Кузьменко Г.В., Кузьменко В.Г., Галинич В.И., Отроков В.В., Лактионов М.А. (2006) Однопроходная электродуговая сварка закладным электродом металла большой толщины. Автоматическая сварка, 6, 44–49. https://patonpublishinghouse.com/as/pdf/2006/as200606all.pdf 44. Волошкевич Г.З. (1956) Способ электрической сварки плавлением. А.с. 104248 СССР. МПК 21 В29/13.
45. (1980) Электрошлаковая сварка и наплавка. Патон Б.Е. (Ред.). Машиностроение.
46. Невидомский В.А., Красильников С.Г., Панин А.Д., Гулида В.П. (2002) Новая установка для электрошлковой сварки крупных элементов на АО Новокраматорский машиностроительный завод. Автоматическая сварка, 2, 50–52. https://patonpublishinghouse.com/ukr/journals/as/2002/02
47. Шаповалов К.П., Белинский В.А., Мерзляков А.Е., Косинов С.Н., Ющенко К.А., Лычко И.И., Козулин С.М. (2016) Электрошлаковая сварка крупногабаритной станины пресса. Автоматическая сварка, 8, 43–46. https://doi.org/10.15407/tpwj2016.08.07
48. Uemori, R., Fujioka, M., Inoue, T., Minagawa, M., Ichikawa, K., Shirahata, H., Nose, T. (2012) Steels for marine transportation and construction. Nippon Steel Technical Report, 101, 37–47. https://www.nipponsteel.com/en/tech/report/nsc/pdf/NSTR101-08_tech_review-1-2.pdf
49. Патон Б.Е., Ющенко К.А., Козулин С.М., Лычко И.И. (2019) Электрошлаковый сварочный процесс. Анализ состояния и тенденции развития (Обзор). Автоматическая сварка, 10, 36–46. https://doi.org/10.15407/tpwj2019.10.05
50. Kaluç, E., Taban, E., Dhooge, A. (2006) Elektrocuruf kayanak yöntemi ve endüstriyel uygulamalari (Electroslag welding process and industrial applications). Met. Dünyası, 152, 100–105. https://metaldunyasi.com.tr/
51. Turpin, B., Danks, D., Callaghan, I., Wood, W. (2012) Narrow gap electroslag is process of choice for welding San Francisco-Oakland Bay Bridge. Welding J., 91(5), 24–31.
52. Janice, J., Chambers, Brett R. (2016) Manning. Electroslag welding: From Shop to Field. Structure magazine, February. https://www.structuremag.org/article/electroslag-weldingfrom-shop-to-field/
53. Ланкін Ю.М., Бондаренко О.П., Тюкалов В.Г., Соловйов В.Г., Романова І.Ю. (2022) Експериментальне дослідження біфілярного електрошлакового зварювання із зрівняльним дротом. Автоматичне зварювання, 3, 34–37. https://doi.org/10.37434/tpwj2022.03.05
54. Бондаренко О.П., Москаленко В.Г., Тюкалов В.Г., Белецкий Ю.А. (1994) Новая технология электрошлаковой сварки толстолистовых сталей без последующей термообработки. Автоматическая сварка, 12, 3–4.
55. Онищенко П.І., Козулін С.М. (2025) Електрошлакове зварювання сталі 09Г2С малої т�вщини. Автоматичне зварювання, 4, 47–53. https://doi.org/10.37434/as2025.04.07
56. Onyshchenko, P.I., Kozulin, S.M., Marynenko, S.Y. et al. (2025) A study of the features of electroslag welding of 09G2 steel with two electrode wires. Strength of Mater., 57, 559– 566. https://doi.org/10.1007/s11223-025-00788-z

---

Реклама в цьому номері:

---