Автоматичне зварювання, 2026, №05

2026 №05 (02)

2026 №05 (04)

Журнал «Автоматичне зварювання», № 5, 2026, с. 22-29

Вплив динамічного шару рідкого розплаву на формування з’єднань при пресовому зварюванні труб магнітокерованою дугою

В.С. Качинський¹, D. Allford², В.І. Клименко¹

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул Казимира Малевича, 11. E-mail: vskweld@gmail.com
²ARC SPECIALTIES, 1730 Stebbins Drive, Houston, TX 77043-2807 USA. E-mail: dan@arcspecialties.com

Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень процесу пресового зварювання магнітокерованою дугою (ПЗМД) товстостінних труб із вуглецевих і високоміцних трубних сталей. Встановлено, що визначальним чинником формування якісного зварного з’єднання є кероване формування та утримання в зазорі між торцями труб суцільного шару рідкого розплаву в період, що безпосередньо передує осадженню. Показано, що керований рух дуги у зовнішньому магнітному полі забезпечує рівномірний нагрів по периметру та товщині кромок, знижує локальні перегріви та відхилення від оптимальних значень температурного поля та мікроструктури ЗТВ. Виявлено режим комбінованого дуго-електроконтактного нагрівання, за якого рідкі контакти великої площі підтримують суцільний розплав навіть при зварюванні труб зі стінкою, що перевищує діаметр активних плям дуги. Експериментально підтверджено, що зварні з’єднання труб діаметром до 320 мм і товщиною стінки до 16 мм зі сталей Х70, Х80, 09Г2С, 35, STPG410 та 01Star520 мають характеристики міцності та пластичності на рівні основного металу, а значення ударної в’язкості за температур до –40 °C становлять не менше 80 % від його рівня. Процес реалізується без застосування захисних газів і подальшої термічної обробки. Бібліогр. 23, рис. 12.
Ключові слова: пресове зварювання магнітокерованою дугою (ПЗМД), товстостінні труби, кероване магнітне поле, рідкий розплав, зона термічного впливу, ударна в’язкість

Отримано 05.02.2026
Отримано у переглянутому вигляді 25.06.2026
Підписано до друку 30.09.2026
Оприлюднено 20.10.2026

Список літератури

1. Loebner, R. (1979) Magnetarc welding theory and practice. The Welding Institute, London, UK, Vol. 1, 29–37.
2. Takagi, K., Aracida, F. (1982) Magnetically impelled arc butt welding of gas pipeline. Metal Construction, 10, 542–548.
3. Taneko, A., Arakida, F., Takagi, K. (1987) Analysis of arc rotation velocity in magnetically impelled arc butt welding. Weld. Int., 1, 247–253.
4. Steffen, W. (1982) Pressure welding of tubes with a magnetically displaced arc. Schweißen. Schneid., 4, E70– E72.
5. Takagi, K., Otsuka, H., Abakida, F., Myamori, H., Katsuki, M. (1987) Establishment of optimum welding conditions of magnetically impelled arc butt welding and application to field operation. IIW, Doc. III-880-1987.
6. Chaturvedi, M., Subbiah, A.V., Simion, G. et al. (2023) Critical review on magnetically impelled arc butt welding: Challenges, perspectives and industrial applications. Materials, 16(21), 7054. DOI: https://doi.org/10.3390/ma16217054
7. Fletcher, L., Stecher, G., Stubbs, C. et al. (2006) MIAB welding of oil and gas pipelines. In: Vol. 3. Materials and Joining; Pipeline Automation and Measurement; Risk and Reliability, Pts A, B, ASMEDC. Calgary, Alberta, Canada, 643–650.
8. Kuchuk-Yatsenko, S.I., Kachinskiy, V.S. et al. (2010) Magnetically-impelled arc butt welding of pipes of steel X70. Australasian Welding J., 55, 20–22.
9. Kachinskiy, V.S., Hiroshi Imaizumi (2012) Magneticallyimpelled arc butt welding for manufacture of hollow parts of mass production. Welding Technology J., 60, 68–73.
10. Kachinskiy, V., Kuchuk-Yatsenko, S. (2021) Method of magnetically impelled arc butt welding for hydraulic cylinder from high-strength steel. Japan Welding Technology, 1, 103–107.
11. Schlebeck, E. (1978) Welding with a magnetically moved arc (MBL Welding): A new means of rationalization. In: Proc. of the Fourth Intern. Conf., Harrogate, UK, 9–11 May 1978, 249–256.
12. Kustron, P., Piwowarczyk, T., Korzeniowski, M., Sokołowski, P., Bicz, A. (2020) The detectability of welding defects in MIAB welded thin-walled tubular components by immersion ultrasonic technique. J. Nondestruct. Eval., 39, 42. DOI: https://doi.org/10.1007/s10921-020-00684-3
13. Norrish, J., Cuiuri, D., Hossain, M. (2005) Modelling and simulation of the magnetically impelled arc butt (MIAB) process for transmission pipeline applications process. In: Proc. of the Intern. Pipeline Integrity Conf., Sydney, Australia, 7–9 March 2005.
14. Sato, T., Katayama, J., Ioka, S., Otani, M. (1991) An experimental study of rotational behavior of the arc during magnetically impelled arc butt welding. Weld. Int., 5, 5–10.
15. Kachinskiy, V., Krivenko, V. (2004) MIAB welding of thick walled pipe ends. Tube Pipe J. https://www.thefabricator. com/tubepipejournal/article/tubepipeproduction/miabwelding-of-thick-walled-pipe-ends
16. Kachinskiy, V.S., Krivenko, V.G., Ignatenko, V.Yu. (2002) Magnetically impelled arc butt welding of hollow and solid parts. IIW Doc. III-1208-02. Welding in the World, 46(7/8), 49–56. DOI: https://doi.org/10.1007/BF03263390
17. (1992) Контактная стыковая сварка оплавлением. Под ред. С.И. Кучука-Яценко. Киев, Наукова думка.
18. Lancaster, J.F. (1984) The physics of welding pergamon press.
19. Beilis, I.I. (2024) The phenomenon of a cathode spot in an electrical arc: The current understanding of the mechanism of cathode heating and plasma generation. Plasma, 7(2), 329–354. DOI: https://doi.org/10.3390/plasma7020019
20. Eager, T.W., Tsai, N.S. (1983) Temperature fields produced by traveling distributed heat sources. Welding J., 62(12), 346–355.
21. (2013) API Standard 1104. Welding of pipelines and related facilities. American Petroleum Institute.
22. AWS B4.0:2016. Standard methods for mechanical testing of welds.
23. Kachynskyi, V., Allford, D., Klymenko, V. (2025) MIAB welding technology of pipes and parts of automotive industry. The Paton Welding J., 8, 19–28. DOI: https://doi.org/10.37434/tpwj2025.08.02

Ця стаття у відкритому доступі за Creative Commons Attribution Non-Commercial 4.0 International (CC-BY-NC).