<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Transport engineering</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Transport engineering</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Транспортное машиностроение</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2782-5957</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">53341</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.30987/2782-5957-2022-10-12-18</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Машиностроение</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Mechanical engineering</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Машиностроение</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">HYBRIDIZATION OF LASER WELDING</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ГИБРИДИЗАЦИЯ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Магдин</surname>
       <given-names>Александр Геннадьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Magdin</surname>
       <given-names>Aleksandr Gennad'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>magdin.sasha@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Дюсегалиев</surname>
       <given-names>Рустем Маратович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Dyusegaliev</surname>
       <given-names>Rustem Maratovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>dyusegaliev1337@yandex.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Припадчев</surname>
       <given-names>Алексей Дмитриевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Pripadchev</surname>
       <given-names>Alexey Dmitrievich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>apripadchev@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Горбунов</surname>
       <given-names>Александр Алексеевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Gorbunov</surname>
       <given-names>Alekcandr Alekceewitsch</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>gorbynovaleks@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-4"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Оренбургский государственный университет</institution>
     <city>Оренбург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Orenburg state University</institution>
     <city>Orenburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Оренбургский государственный университет</institution>
     <city>Оренбург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Orenburg State University</institution>
     <city>Orenburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Оренбургский государственный университет</institution>
     <city>Оренбург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Orenburg State University</institution>
     <city>Orenburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-4">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Оренбургский государственный университет</institution>
     <city>Оренбург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Orenburg State University</institution>
     <city>Orenburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2022-10-28T08:51:34+03:00">
    <day>28</day>
    <month>10</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2022-10-28T08:51:34+03:00">
    <day>28</day>
    <month>10</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <volume>2022</volume>
   <issue>10</issue>
   <fpage>12</fpage>
   <lpage>18</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2022-06-21T00:00:00+03:00">
     <day>21</day>
     <month>06</month>
     <year>2022</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2022-07-29T00:00:00+03:00">
     <day>29</day>
     <month>07</month>
     <year>2022</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/53341/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/53341/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Целью работы является изучение гибридного сварочного процесса на основе объединения двух способов: лазерного и плазменного. Сочетание двух различных видов сварки представляет из себя перспективный путь для обнаружения и последующей ликвидации недоработок каждого из них. Задача, решению которой посвящена статья, нацелена на выявление особенностей при совмещении отличных друг от друга подходов к созданию сварных неразъемных соединений. В статье лаконичным образом анализируется процесс гибридизации лазерной и плазменной сварок, приводится обобщённая информация по поводу их основных преимуществ и недостатков. Отличительной новизной данной работы является ранее не проводившийся сжатый и совокупный анализ затронутой проблемы. Результатом осуществленного изучения является обнародование отличительных особенностей гибридного сварочного процесса, объясняющих принципы рабочего процесса устройств. На основании проведенного исследования можно сделать следующие выводы: гибридизация лазерной и плазменной сварок компенсируют недостатки и увеличивают преимущества друг друга; в ходе исследования были обобщены главные достоинства и изъяны, проанализированы важные аспекты каждого из затронутых методик получения неразъемных соединений.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The paper objective is to study a hybrid welding process based on the combination of two methods: laser and plasma ones. The combination of two different types of welding is a promising way to detect and then eliminate the defects of each of them. The task to which the paper is devoted is aimed at finding out features when combining different approaches to the creation of fixed welded joints. The paper analyzes hybridization of laser and plasma piles in a concise way, provides generalized information about their main advantages and disadvantages. The distinctive novelty of this work is concise and cumulative analysis of the problem involved which has not been done before. The result of the study is the publication of the hybrid welding feature, explaining the principles of the working process of the devices. On the basis of the conducted research, the following conclusions can be drawn: hybridization of laser and plasma welding compensate for the disadvantages and increase the advantages of each other; during the study, the main pros and cons are summarized, important aspects of each of the affected methods for obtaining fixed welded joints are analyzed.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>сварка</kwd>
    <kwd>соединения</kwd>
    <kwd>процесс</kwd>
    <kwd>сталь</kwd>
    <kwd>плазма</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>welding</kwd>
    <kwd>joints</kwd>
    <kwd>process</kwd>
    <kwd>steel</kwd>
    <kwd>plasma</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Введение Исходя из потребностей современной промышленности, главным результатом общественного и научно-технического прогрессов в области сварки стала гибридизация путей создания прочных и надежных неразъёмных соединений металлических изделий способом сваривания. Совмещение нескольких видов сварки, является основополагающим способом получения неразъемного соединения, сформированного на принципах лазерной и дуговой, лазерной и плазменной, лазерной двухлучевой или лазерной сварки под действием светового луча [1].Совмещение отличных друг от друга подходов, образующих полноценный технологический процесс, представляет собой практичный способ устранения недостатков используемых видов сварки с обоснованной целью - увеличение качества получаемого неразъемного соединения, выполненного сваркой [2].Параллельное воздействие струи плазмы и лазерного луча представляет собой одно из главных достижений промышленности, открывающих, например, решение к задаче о соединении нержавеющих сталей (подробная информация о классификации марок нержавеющих сталей представлена в табл. 1) толщиной от 0,3 до 15,0 мм [3]. Таблица 1Классификация марок нержавеющих сталейTable 1Classification of stainless steel gradesМаркировка сталиТип сталиСфера примененияХимический состав, в %12Х18Н10Тхромоникелевые стали аустенитного классадля изготовления свариваемой аппаратуры в разных отраслях промышленностиCr: 17-19C: до 0,12Si: до 0,8Mn: до 2Ni: 9-11S: до 0,02Р: до 0,035Ti: 0,6-0,808Х18Н10Тхромоникелевые стали аустенитного классадля изготовления сварных изделий, работающих в средах более высокой агрессивности, чем сталь марок 12Х18Н10Т и 12Х18Н9ТCr: 17-19C: до 0,08Si: до 1Mn: до 2Ni: 9-12S: до 0,02Р: до 0,035Ti: до 0,708Х18Г8Н2Тхромомарганценикелевые стали аустенито-ферритного классадля изготовления свариваемой аппаратуры, работающей в агрессивных средах, в химической, пищевой и других отраслях промышленностиCr: 17-19C: до 0,08Si: до 0,8Mn: 7-9Ni: 1,8-2,8S: до 0,025Р: до 0,035Ti: 0,2-0,508Х17Н13М2, 08Х17Н13М2Тхромоникелевые молибденовые стали аустенитного классадля технологического оборудования химической промышленностиCr: 16-18C: до 0,08Si: до 0,8Mn: до 2Ni: 12-14S: до 0,02Р: до 0,035Ti: до 0,7Mo: 2-308Х22Н6Тхромоникельмолибденовые стали аустенитно-ферритного классадля изготовления свариваемой аппаратуры в химической, пищевой и других отраслях промышленности, работающей при температуре не более 300ºСCr: 21-23C: до 0,08Si: до 0,8Mn: до 0,8Ni: 5,3-6,3S: до 0,025Р: до 0,035Ti: до 0,6508Х18Н10хромоникелевые стали аустенитного классадля изделий, подвергаемых термической обработке (закалке)Cr: 17-19C: до 0,08Si: до 0,8Mn: до 2Ni: 9-11S: до 0,02Р: до 0,035Ti: до 0,7  Необходимо обратить внимание на относительную безопасность и экономичность устройств плазменной (схема, которой представлена на рис.1) и твердотельной (активное тело устройства, установленное в осветительной камере, представляет из себя рубиновый стержень или неодим-примесное стекло, подвергнутое легированию [4]; накачивающая лампа, вызывающая сильные световые вспышки,  применяется для изменения нейтрального состояния атомов активного тела на возбуждённое (рис. 2)) лазерной сварок в отличии от других сварочных систем, использующих баллоны с ацетиленом, пропаном и кислородом - минимизируется опасность причинения вреда здоровью специалиста во время выполнения работ [5].   Рис. 1. Схематичное представление плазменно-сварочных работFig. 1. Schematic representation of plasma welding operationsРис. 2. Схема твердотельного лазерного устройстваFig. 2. Diagram of a solid-state laser device  Сильный нагрев металла струей плазмы (рис. 3) приводит к преобразованию оптических характеристик плоскости металла - меняется показатель поглощения, определяющий степень взаимодействия лазерного потока с поверхностью. Данное явление наиболее важно при работе с лазерными установками малых мощностей, эффективность которых непосредственно зависит от коэффициента поглощения лазерного излучения [6]. Нетрудно догадаться, что себестоимость сварочного аппарата будет напрямую исходить из полезной мощности устройства [7].   Рис. 3. Схема процесса последовательной лазерно-плазменной сваркиFig. 3.  The scheme of the process of sequential laser-plasma welding  Рассматриваемый способ гибридизации двух видов сварки имеет место быть не только в стальной промышленности, но и в сфере обработки алюминиевых сплавов.Такие проблемы как: неустойчивость хода плазменной дуги при больших темпах движения сварочного аппарата; понижение эффективности лазерного излучения; образование окисной пленки в течение сварки - становятся устранимыми в условиях современной промышленности за счет принципиально новой методики сварки тонколистовых алюминиевых сплавов, в основу которой заложен принцип совмещенной работы маломощного лазерного луча и микроплазменной дуги инверсионной полярности (рис. 4) [8].  Рис. 4. Схема микроплазменной сварки на обратной полярности (1 – электрод, 2 – сопло, 3 – плазменный факел, 4 - катод)Fig. 4.  Reverse polarity microplasma welding scheme(1 – electrode, 2 – nozzle, 3 – plasma torch, 4 - cathode)  Например, при гибридной сварке сплава алюминия 0,35 мм толщиной при токе 22 Ампер и мощности пучка в 250 Вт становится возможным добиться темпов сварки в 9 метров в минуту с первоклассным очищением поверхности металла (ширина шва - от 1,0 до 1,2 мм) [9]. При этом таких результатов невозможно достигнуть, пользуясь только микроплазменной или лазерной сварками, которые априори не допускают возможность выполнять сварку на скоростях, близких к 3 метрам в минуту. Более подробно ознакомиться с преимуществами и недостатками каждого из способов можно в табл. 2 [10].  Таблица 2Сравнительная характеристика сварок лазером и плазмойTable 2Comparative characteristics of laser and plasma welds Лазерная сваркаПлазменная сваркаТочность сваркиВзаимодействие с поверхностью металла невероятно точное, исключатся колебания и скачки лазерного пучка. Эти аспекты становятся актуальными, когда речь идёт о высоком уровне соответствия проектуНестабильность дуги плазмы несёт в себе негативный характер: вырезы и углы получаются менее чёткимиСкорость сваркиСкорость соединения тонких металлов значительно выше, однако с увеличением толщины она падает в разы быстрее, чем при сварке плазмойПлазменный факел уступает лазеру в скорости сварки тонких металлов, но при увеличении толщины соединяемых изделий скорость падает значительно медленнееПрирода свариваемых изделий- металлы- стекло- пластмассы- керамика- металлыКачество сварного шваОбеспечение минимальных деформаций в области вокруг шва за счёт отсутствия критического нагреваОтносительно меньшая точность и качество сварного шва компенсируются экономичностью при работе с металлами шириной до 150 ммСтоимость оборудованияОт 1 млн. руб и вышеОт 100.000 рублей и выше  Результаты Данный способ сварки, основные нюансы которого были рассмотрены в статье, в условиях импортозамещения можно использовать в массовом производстве.Уровень общественного прогресса и быстро растущая в сложившейся ситуации необходимость в точном оборудовании на частных и государственных предприятиях, являются главными мотиваторами к разнонаправленным исследованиям и их характерным совершенствованиям в области лазерно-плазменной сварки [11].  Заключение Главные достоинства данного метода сварки заключаются в следующем:увеличение скорости сварки (речь идет об увеличении скорости, превосходящей обычное арифметическое сложение скоростей);отсутствие зависимости от оптических свойств поверхности;проводится очистка поверхности металлов алюминиевых сплавов от пленки окиси Al2O3;преобразование теплопроводного режима в режим глубокого проплавления обеспечивается понижением температуры поверхности ванны расплава [12].На основании выполненного обзора определено, что на сегодняшний день данный метод соединения металлических изделий встречается намного реже как в теории, так и на практике ввиду своей узкой специализации на производстве. Научная новизна состоит в том, что в проделанной работе проводится систематизация имеющихся данных плазменной и лазерной сварок, поскольку существующие исследования практически не рассматривают их гибридизацию. Кроме того, в литературе почти что не встречаются труды, посвященные детальному анализу заявленной проблемы. Описанные в статье преимущества гибридной сварки являются убедительным аргументом для развития и последующего введения в широкую эксплуатацию сварочных систем, основанных на принципе совмещенного использования лазера и плазмы. </p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Забелин А.М., Оришин А.М., Чирков А.М. Лазерные технологии машиностроения. Новосибирск: НГУ, 2004. 142 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zabelin AM, Orishin AM, Chirkov AM. Laser technologies of mechanical engineering. Novosibirsk: NSU; 2004.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Классификация нержавеющих сталей. URL: https://nzmetallspb.ru/stanki/klassifikatsiya-nerzhaveyushhih-stalej-i-ih-markirovka.html.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Classification of stainless steels [Internet]. Available from: https://nzmetallspb.ru/stanki/klassifikatsiya-nerzhaveyushhih-stalej-i-ih-markirovka.html.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Краснопевцев И.В. и др. Оценка технико-экономических показателей различных способов соединения деталей кузова автомобиля // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. - 2016. - № 3 (37). - С. 9-15.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krasnopevtsev IV. Evaluation of technical and economic indicators of various ways to connect car body parts. Science Vector of Togliatti State University. 2016;3(37):9-15.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Банов М.Д., Масаков В.В., Плюснина Н.П. Специальные способы сварки и резки. Москва: Издательский центр &quot;Академия&quot;, 2009. 207 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Banov MD, Masakov VV, Plyusnina NP. Special methods of welding and cutting. Moscow: Publishing Center &quot;Academy&quot;; 2009.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Райзген, У. Гибридная лазерно-дуговая сварка под флюсом / У. Райзген, С. Ольшок // Автоматическая сварка: междунар. журн. - 2009. - № 4. - С. 46-51.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Reizgen U, Olshok S. Hybrid laser-arc submerged welding.  Automatic Welding. 2009;4:46-51.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Чирков А.М. Гибридные технологии лазерной сварки. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 52 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Grigoryants AG, Shiganov IN, Chirkov AM. Hybrid laser welding technologies. Moscow: Publishing House of Bauman Moscow State Technical University; 2004.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Соломатов В.Б. и др. Плазменная сварка алюминиевых сплавов. РИТМ: Ремонт. Инновации. Технологии. Модернизация. 2014;7(95):54-55.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Solomatov VB. Plasma welding of aluminum alloys. RHYTHM: Repair. Innovations. Technologies. Modernization. 2014;7(95):54-55.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Соснин Н.А. и др. Выбор параметров плазменной сварки. Инженерный журнал с приложением. 2013;12 (201):3-8.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sosnin NA. Selection of plasma welding parameters. Engineering Journal. 2013;12 (201):3-8.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сварка. Резка. Контроль: справ.: в 2 т. / под общ. ред. Н.П. Алешина, Г.Г. Чернышева. - М.: Машиностроение, 2004. - Т. 1. - С. 133-151.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Aleshin NP, Chernyshev GG, editors. Welding. Cutting. Control: handbook. Moscow: Mechanical Engineering. 2004;1:133-151.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Шиганов И.Н., Шахов С.В., Тарасенко Л.В. Плохих А.И. Влияние скорости лазерной сварки на свойства и структуру алюминиевых сплавов, легированных литием и скандием // Технология машиностроения. 2005. № 10. - С. 23-28.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Shiganov IN, Shakhov SV, Tarasenko LV, Plokhikh AI. Influence of laser welding speed on properties and the structure of aluminum alloys alloyed with lithium and scandium.  Tekhnologiya Mashinostroeniya. 2005;10:23-28.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пауль К., Ридель Ф. Гибридная лазерная сварка - объединяя усилия. Фотоника. 2009; 1:2-56.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Paul K, Riedel F. Hybrid laser welding - combining efforts. Photonics. 2009;1:2-56.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Плазменная сварка. Наука и технологии. URL: http://neftegaz.ru/science/view/558-Plazmennaya-svarka.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Plasma welding. Science and Technology [Internet]. Available from: http://neftegaz.ru/science/view/558-Plazmennaya-svarka.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
