CC BY
22
ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ УДК 621.01, 621.791.01
Петров П. Ю., к. т. н. доцент кафедры «Технология машиностроения» ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет
«Московский энергетический институт»
Россия, г. Москва
КОНТЕНТ-АНАЛИЗ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СВАРОЧНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
Аннотация. В статье представлены результаты контент -анализа статей номеров журнала «Сварочное производство» с 2012 по 2017 года, а также авторефератов диссертаций по сварке, защищенных в этот же период. Также проанализированы названия статей «Сварочное производство», опубликованных в 1957 году, и названия диссертаций, защищённых в 1972 году. Предметом контент-анализа были выбраны факторы, непосредственно обеспечивающие осуществление сварочных технологических процессов. В результате анализа установлено, что основными объектами научных исследований в области сварки являются дуговые виды сварки и наплавка, сварка легированных и низкоуглеродистых сталей, титана и алюминия.
Ключевые слова: свариваемые материалы, сварочное оборудование, расходные материалы, технологии сварки, виды сварки, Сварочное производство, диссертации по сварке.
PetrovP.Yu., Ph.D
Associate Professor of the Department "Mechanical engineering" National Research University "Moscow Power Engineering Institute"
Russia, Moscow
CONTENT ANALYSIS OF SCIENTIFIC WELDING RESEARCHES
Abstract: The results of the content analysis of the journal "Welding production " articles and abstracts of welding dissertations (2012 - 2017) are presented here. The articles titles of the journal "Welding production" (1957) and the dissertations titles (1972)was analyzed. The analysis found that the main objects of research in the field of welding are arc welding and surfacing, welding of alloyed and low-carbon steels, titanium and aluminum.
Keywords: welded materials, welding equipment, consumables, welding technology, types of welding, Welding production, dissertation in welding.
Введение. Развитие цивилизаций характеризуется и определяется, прежде всего, количеством осваиваемых технологий. Появление новых технологий становится возможным благодаря непрерывному формированию академической
наукой новой картины мира, более глубокому пониманию свойств материи и выделению новых способов добычи / изготовления / выращивания материальных объектов. Усовершенствование технологий является делом прикладной и производственной науки. Стимулами проведения научных исследований являются: 1) научный интерес, основанный на необходимости удовлетворения собственного природного любопытства и/или тщеславия, 2) заказ субъектов хозяйствования для получения конкурентных преимуществ и соответствующей прибыли, 3) заказ представителей глобального и национального управления для обеспечения устойчивости власти. Наука о сварочных технологиях, направленная на обеспечение максимальной эффективности осуществления сварки в условиях реального производства, очевидно также развивалась и развивается под воздействием этих же стимулов.
Известно, что любые производственные технологии возникают, развиваются, возможно становятся основой появления новых технологий и постепенно сходят на нет, что позволяет говорить о жизненном цикле не только конкретной технологии, но и некой общей, типовой технологии представляющую собой универсальную методологию (алгоритм). Жизненный цикл использования в производстве сварочных технологий определяется состоянием развития сварочной теории, которое может быть оценено по содержанию актуальных публикаций, содержащих элемент научной новизны. Совершенствование технологий базируется на более глубоком понимании процессов, происходящих как непосредственно в месте сварки, так и сварном соединении (конструкции) в целом. С этой точки зрения важно оценить на каком этапе своего жизненного цикла находится сварка как система научного познания. Сварка как освоенная технология начиналась с двух видов (литейная сварка и кузнечная сварка), сегодня применяется множество видов технологических процессов сварки и возможно наука придёт в обозримом будущем к разработке нескольких универсальных видов сварки. Пока не представляется возможным (ввиду отсутствия методологии достоверного прогнозирования будущего науки) оценивание того, в какой точке между этими двумя событиями мы сейчас находимся, хотя бы приблизительно.
Новые сварочные технологии (как собственно и любые другие) будут внедрены в производство, если экономический эффект внедрения новых технологий перекроет сумму экономического эффекта эксплуатируемых технологий, а также затрат на их ликвидацию и введение новых технологий (экономическая модель представлена, например, в работе [2]).
Сегодня сварка определяется как технологический процесс создания неразъемного соединения. При этом в современном понимании «технологический процесс - организованный процесс изготовления изделий и/или оказания услуг заданного качества посредством изменения формы и/или
содержания исходных изделий (сырья) при выполнении отдельных технологических операций в соответствии с принятой технологией в заданном пространстве и интервале времени», а «технология - достаточно полная информация, необходимая для осуществления технологического процесса, включая сведения об используемых ресурсах» [1, 58].
Технология сварки определяется, прежде всего, используемым видом сварки. Как известно, виды сварки перечислены в действующих ГОСТ 2601 -84, ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 и ГОСТ 4063-2010. В ГОСТ 2601-84 содержится «сплошной» список 55 видов сварки (в двух других стандартах они обозначены как «процессы сварки»), с определением каждого из них. Такой список удобно применять при осуществлении контент-анализа. Кроме того, по результатам сопоставления названий видов сварки по ГОСТ 2601-84 и ГОСТ Р ИСО 857-12009 следует отметить следующее: ГОСТ Р ИСО 857-1 не упоминает 16 видов, содержащихся в ГОСТ 2601, а названия 4 совпадают частично, вместе с тем в ГОСТ Р ИСО 857-1 описаны процессы сварки металлов, которых нет в ГОСТ 2601, уточняющие либо применяемое оборудование (например, 4.1.1.3 сварка нагретым мундштуком), либо вид свариваемых изделий (4.1.4.5 конденсаторная приварка шпильки с зажиганием дуги плавлением конца шпильки). Аналогичные выводы можно сделать и при сопоставлении ГОСТ 2601 и ГОСТ 4063: последний стандарт не упоминает 23 вида сварки, содержащихся в ГОСТ 2601, а названия 7 совпадают частично.
Объектами исследований являлись статьи и диссертации по сварке на русском языке, а предметами исследования стали характеристики и факторы сварочных технологий. Обычно статьи отражают результаты проведенных научных исследований с небольшим (несколько месяцев) отставанием от завершения программы исследований. Диссертации же представляют собой систематизированный свод теории и результатов исследований в отношении сварки одного или небольшой группы свариваемых изделий и/или материалов. В целом диссертант решает также организационную задачу: как при наименьших личных затратах (времени, материальных и финансовых средств) создать целостный научный труд, пройти защиту и обеспечить присвоение учёной степени. Вместе с тем диссертационная работа должна содержать научную новизну и практическую ценность, поэтому в любом случае диссертации указывают направления развития науки и перспективны общественного производства.
Сварка как технологического процесса становится возможным в результате сочетания ряда факторов. «Для разработки / усовершенствования сварочных технологий необходима информация о факторах организации сварочного производства: свариваемые детали / материалы (1), сварочное оборудование и инструменты (2), расходные материалы для сварки (3), трудовые
ресурсы (4), технологии (5), внешняя информация (6). Первые три указанных фактора объединяют при осуществлении конкретного технологического процесса, как его три составные части» [3]. Дальше номера этих параметров используются в таблицах с результатами проведенного контент-анализа.
Целью статьи является оценка состояния актуальных научных знаний о сварочных технологиях на основе количественной оценки содержания современных отечественных публикаций по сварке.
Русскоязычные журналы, публикующие статьи по сварочным технологиям.
Научная электронная библиотека «elibrary.ru» (https://elibrary.ru) на запрос во внутренней поисковой форме по ключевому слову «сварка» в названии статьи в журнале выдает список из 4 940 публикаций. Представить анализ всех этих публикаций из-за колоссального объёма информации, в одной статье не представляется возможным, поэтому выбран журнал, статьи которого и были подвергнуты изучению.
Тот же сайт «elibrary.ru» приводит список из 10 журналов на русском языке по сварке, имеющие соответствующую регистрацию и профессиональную значимость (таблица 1).
Таблица 1
Сведения о научных журналах по сварке, по данным Научной электронной библиотеки «elibrary.ru»
№
Название журналов
количество выпусков,
количество публикаций,
количество цитирований,
импакт-фактор РИНЦ
шт. шт. шт. 2017
1 Автоматическая сварка 173 698 10 505 нет
2 Сварка в Сибири 6 8 68 нет
3 Сварка и диагностика 69 1 310 1 868 0,370
4 Сварочное производство 398 2 445 13 623 0,578
5 Сварочные технологии и 14 34 4 нет
оборудование
6 Сварщик 2 2 9 нет
8 Сварщик в Белоруссии 2 2 12 нет
9 Сварщик в России 2 2 220 нет
10 Электротехническая
промышленность. Серия: 5 6 44 нет
Электросварка
Несложно видеть, что ключевую группу журналов составляет следую
тройка, занимающая «львиную долю» публикаций из всех представленных на сайте: «Автоматическая сварка», «Сварка и диагностика» и «Сварочное
производство». Журналы «Автоматическая сварка» и «Сварочное производство» в советское время были ведущими журналами по сварке («Сварочное производство», ежемесячный межотраслевой научно-технический и производственный журнал, издаваемый Государственным комитетом Совета Министров СССР по науке и технике, министерством станкостроительной и инструментальной промышленности и Научно-техническим обществом машиностроительной промышленности. Основан в 1930 в Москве» [4, с.31]), сегодня в нашей стране ведущим остается «Сварочное производство». Учитывая также наибольшее количество статей и наибольший импакт-фактор РИНЦ у журнала «Сварочное производство», публикации именно этого издания и были выбраны одним из объектов исследований данной статьи.
Анализ публикаций в журнале «Сварочное производство».
Контент-анализ проводился для статей журнала «Сварочное производство» за шесть лет (2012 - 2017 годы), за этот же период анализируются и диссертации по сварке (см. далее). Точнее говоря, анализ проводился по той части публикаций, которая находится в открытом доступе, как на сайте редакции журнала (http://www.ic-tm.ru/info/svarochnoe_proizvodstvo_), так и Научной электронной библиотеки «elibrary.ru», а именно: название статьи, реферат статьи и ключевые слова. Далее в этом пункте говоря о статье (или статьях), имеется ввиду, именно эта её часть. Результаты этого анализа отражены в таблице 2.
Таблица 2
Сведения об объектах исследований, указанных в названиях, рефератах и ключевых словах статей журнала «Сварочное производство» за 2012-2017 годы
Количество упоминаний объектов сварочных технологий 2012 2013 Годы 2014 2015 2016 2017 Всего, ед., %
Научных статей, ед. 130 137 127 129 124 119 766
1- свариваемые материалы, ед. 66 72 77 74 74 71 434
% от опубликованных статей 50,8 52,6 60,6 57,4 59,7 59,7 56,7
2- сварочное оборудование, ед. 22 26 23 23 25 21 140
% от опубликованных статей 16,9 19,0 18,1 17,8 20,2 17,6 18,3
3- расходные материалы, ед. 48 40 50 54 45 44 281
% от опубликованных статей 36,9 29,2 39,4 41,9 36,3 37,0 36,7
4- трудовые ресурсы, ед. 5 9 2 7 5 9 37
% от опубликованных статей 3,8 6,6 1,6 5,4 4,0 7,6 4,8
5- технологии, ед. 21 27 47 32 40 41 208
% от опубликованных статей 16,2 19,7 37,0 24,8 32,3 34,5 27,2
6- внешняя информация, ед. 130 137 127 129 124 119 766
% от опубликованных статей 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
Суммарно количество описанных объектов как по каждому году, так и за весь период не составляет 100% (в этой таблице и аналогичных таблицах 4 и 6), поскольку в каких-то статьях может указываться и свариваемый материал, и сварочное оборудование, и особенности технологии сварки (например, Штрикман М.М. и др., 2017, №5; Цовьянов А.А. и др., 2014, №11), а в каких-то
- только представлены установленные факты и закономерности, которые можно отнести к внешней информации для разработчиков сварочных технологий (например, Трушников Д.Н., Беленький В.Я., 2012, №11; Аликова О.П. и др., 2015, №3), кроме того все публикации содержат сведения, полезные при разработке определённых технологий (внешняя информация).
Несложно видеть, что в статьях наиболее часто указываются свариваемые материалы, расходные средства (материалы) и технологии сварки.
Из текста статей (открытой части) следует, что основным объектом исследований является сварка сплавов, сварка пластмасс рассматривается в 23 статьях (полиэтилена - в 8), пайка керамики - в 2 статьях. В номерах за шесть лет сварка стали описывалась в 159 статьях, при этом в 97 - указан вид (класс) стали, а именно (здесь и далее перечисляются наиболее упоминаемые объекты исследования): низколегированные стали - в 19 статьях, аустенитные - в 14, высокопрочные - в 15, низкоуглеродистые - в 14, углеродистые - в 7, коррозионностойкие - в 7, конструкционные - в 6, высоколегированные - 5, нержавеющие - 5, трубные - 5, оцинкованные - 4, мартенситные - 4, перлитные
- 4, быстрорежущие - 3, жаропрочные - в 3. Сварке чугунов посвящено три работы. Сварка алюминия рассматривалась в 9 статьях, алюминиевых сплавов -в 38, алюминиево-литиевых сплавов - в 13, титана - в 13, титановых сплавов - в 40, никеля и никелевых сплавов - в 14, меди и медных сплавов - в 12, вольфрама
- 4, молибдена - в 3, магниевых сплавов - в 3.
Также в доступной части 143 статей указаны марки свариваемых материалов, наибольшее (32 статьи) - в 2017 году, и наименьшее (16 статей) - в 2015 году. Марки сталей указаны в 73 статьях, наиболее часто упоминаются: сталь 12Х18Н10Т - 13 статей, сталь 09Г2С - 4, сталь ВНС16 - 4, сталь 08Х18Н10Т - 3, сталь 10ГН2МФА - 3, сталь Р6М5 - 3, сталь 10ХСНД - 2, сталь 22К - 2, сталь 316L - 2, сталь 40Х - 2, сталь 50ХГА - 2, сталь AISI 4340 - 2, сталь S235JR - 2, сталь ВНС25 - 2, сталь К65 - 2. Марки алюминия и алюминиевых сплавов указаны в 32 статьях: сплав В-1469 - 6 статей, сплав АМг6 - 4, сплав Д16 - 4, сплав В-1461 - 3, сплав 1424 - 2, сплав АМг3 - 2, сплав АМг5 - 2, сплав В-1470 - 2. Марки титана и титановых сплавов указаны в 17 статьях: сплав ВТ1-0 - 4 статей, сплав ВТ6 - 3, сплав ОТ4 - 3, сплав ВТ14 - 2, сплав ВТ20 - 2. Марки никеля и никелевых сплавов указаны в 13 статьях: сплав ВЖ175 - 3 статьи, сплав ЭП975 - 2. Марки меди и сплавов на основе меди указаны в названиях и рефератах 7 статей, в том числе: латунь Л63 - 2 статей.
Наиболее часто авторы статей упоминают следующее сварочное оборудование: инверторы - 16 статей, плазматроны - 13, лазеры - 12, источники питания (без уточнения) - 9, машины контактной сварки - 7, сварочные автоматы - 7, волноводы - 6.
В основном в статьях указываются средства создания дуги и получения сварного (наплавленного) шва: проволока указана в 48 статьях, электроды (без уточнения) - в 42, плавящиеся электроды - в 20, порошковая проволока - в 20, присадочная проволока - в 15. Применение сварочного тока (без уточнения) отмечено в 45 статьях, а постоянного - в 6. Средства защиты сварочной ванны или наплавляемого слоя также указываются достаточно часто: флюс - 30 статей, защитный газ (без уточнения) - 11, аргон - 9, шихта - 6. Припои, как с уточнением содержания и вида, так и без, встречаются в 26 статьях. О порошке, применяемом при наплавке, указывается в 12 статьях.
При проведении контент-анализа также выделялись виды (технологии) сварки, в таблице 3 приведены по годам те из них, которые упоминаются во всех публикациях не менее шести раз за изучаемый период.
Таблица 3
Количество статей журнала «Сварочное производство» за 2012 -2017 годы, в которых указаны виды (технологии) сварки, ед.
Вид сварки
Всего научных статей в году с упоминанием вида сварки
№ по ГОС
Т 2601
Годы
201 2
201 3
201 4
201 5
201 6
201 7
Всег о по года м
79 81 79 85 91 81
Механизированная сварка 3 2 3 2 4 0 0 11
Автоматическая сварка 4 3 4 5 3 6 5 26
Наплавка 6 8 16 22 20 7 17 90
Дуговая сварка 7 9 4 5 10 5 4 37
Дуговая сварка 8 0 1 3 3 2 4 13
плавящимся электродом Дуговая сварка под
флюсом 10 2 3
Дуговая сварка в
защитном газе 11 5
Аргонодуговая сварка 12 9
2 4
0 8
5 4
6
6 5
2
6 3
17
24 33
3
1
Дуговая сварка в
углекислом газе 13 2 1 0 4 1 2 10
Импульсно-дуговая сварка 15 0 4 3 1 1 3 12
Ручная дуговая сварка 16 1 6 0 3 1 2 13
Плазменная сварка 28 1 2 1 1 2 1 8
Электронно-лучевая
сварка 30 5 2 3 5 7 3 25
Лазерная сварка 31 5 2 5 5 8 2 27
Наварка 35 3 0 0 1 0 2 6
Контактная сварка 36 1 2 1 1 1 0 6
Точечная контактная
сварка 40 0 4 0 2 2 0 8
Сварка взрывом 45 2 1 2 1 4 2 12
Сварка трением 47 1 0 3 1 3 2 10
Диффузионная сварка 53 4 5 2 2 6 3 22
Ультразвуковая сварка 54 2 3 3 2 2 2 14
Сварка трением с 2 0 1 3 2 7 15
перемешиванием
Гибридная сварка 0 4 1 2 3 0 10
Пайка 11 11 10 6 6 3 47
Напыление 2 0 3 3 3 1 12
Как видим, доминирующим объектом исследования является дуговая сварка в различных ее видах, а следующим по актуальности - является наплавка, в том числе и дуговыми способами. Далее по степени одинаковости встречаемости идут лазерная сварка (27 статей), электронно-лучевая сварка (25 статей) и диффузионная сварка (22 статьи). Пятнадцать публикаций посвящено сварке трению с перемешиванием, которая, как указывалось, отсутствует в ГОСТ 2601-84, но упоминается в двух других стандартах. Также лидирующее место занимает наплавка, основанная в том числе на дуговых способах.
Следует указать на одно несоответствие: в шести статьях такой вид сварки как «наварка» указан как «приварка», точнее - «электроконтактная приварка» (Булычев В.В., 2012, №5; Булычев В.В., 2012, №6; Сайфуллин Р.Н. , 2012, №7; Нафиков М.З., 2015, №3; Нафиков М.З., 2017, №4; Нафиков М.З., 2017, №11), что естественно не допустимо: необходимо либо вносить изменения в стандарты по переименованию наварки в электроконтактную приварку, либо авторам придерживаться установленной нормативной лексики. Напомним, согласно ГОСТ 2601-84 наварка - это «нанесение слоя металла на поверхность изделия
посредством сварки с применением давления». Фактически, этот же технологический процесс описан во всех указанных статьях.
Ряд публикаций посвящены гибридной сварке. Возможно, перспективные направления развития сварочной науки и производства будут заключаться в разработке и внедрении гибридных технологий сварки. Однако, ни в ГОСТ 2601, ни в ГОСТ Р ИСО 857-1 такой вид как гибридная сварка не упоминается, определение этого термина приводится в п. 2.3 «Гибридные сварочные процессы» ГОСТ 4063, а именно: «новые виды и технологии сварки могут образовываться как сочетание известных».
Свариваемые изделия, как результат сварочного производства, обозначены в названии, рефератах и ключевых словах 255 статей. В качестве таких изделий описываются трубы (трубопроводы, патрубки) в 44 статьях, пластины (плоские /тонкие детали) - в 25, детали машин (без уточнения) - в 24, металлоконструкции различного назначения - в 16, детали энергомашиностроения - в 14, детали авиационной и космической техники - в 12, теплообменники - в 9, оболочковые конструкции (резервуары, сосуды, обечайки) - в 9, корпуса - в 7, газопроводы -в 7, детали нефтегазового оборудования - в 7, инструмент (в т.ч. режущий) - в 7, деталей подвижного состава - в 7, детали сельхозмашин - в 6.
В завершении этого пункта ещё раз отметим, что в современных научных публикациях по сварке в ведущем журнале России достаточное внимание уделяется всем факторам сварки как технологического процесса (кроме трудовых ресурсов, но для этого есть отдельные издания).
Контент-анализ диссертационных работ по специальности 05.02.10.
Провести анализ всех защищенных по сварочной тематике диссертаций также не представляется возможным (их просто нет в свободном доступе). Вместе с тем, вполне возможно провести контент-анализ защищенных диссертаций, точнее авторефератов диссертаций, имеющихся на сайте Высшей аттестационной комиссии (далее - ВАК; http://vak.ed.gov.ru/). Далее представлены результаты контент-анализа авторефератов диссертаций, защищенных по специальности 05.02.10, а также по другим специальностям. Изучались авторефераты, которые представлены на сайте ВАК в свободном доступе, с 01.01.2012 (авторефераты, защищенные раньше 2012 г. на сайте отсутствуют).
Во время анализа изучалось содержание таких разделов авторефератов диссертаций, как объект и предмет исследования (если есть), научая новизна и практическая значимость / ценность работы, основные положения диссертации, выносимые на защиту (если есть), с позиции упоминания в них факторов осуществления сварочных технологий. Эти части авторефератов были выделены
для анализа исходя из предположения, что именно в них должны быть отражены основные результаты диссертационных исследований.
По специальности 05.02.10 - «Сварка, родственные процессы и технологии» за последние шесть полных лет (с 01.01.2012 по 31.12.2017) в нашей стране по данным сайта ВАК защищено 70 диссертаций, за первое полугодие 2018 года - всего одна диссертация по этой специальности. Из этих диссертаций - 6 докторских: Морозов В.П., Бабкин А.С., Булычев В.В., 2012 г. (здесь и далее указан год защиты), Иванайский В.В., Крампит А.Г., Савинов А.В., 2013 г. Результаты проведенного контент-анализ авторефератов этих диссертаций представлены в таблице 4.
Таблица 4
Сведения об объектах исследований, представленных в авторефератах диссертаций на соискание учёной степени кандидата / доктора технических наук по специальности 05.02.10
Годы
Количество упоминаний объектов сварочных технологий Защищено диссертаций, ед.
1- свариваемые материалы,
ед._
% от защищенных диссертаций
2- сварочное оборудование, ед.
% от защищенных диссертаций
3- расходные материалы, ед. % от защищенных диссертаций
4- трудовые ресурсы, ед. % от защищенных диссертаций
5- технологии, ед. % от защищенных диссертаций
6- внешняя информация, ед.
2012 2013 2014 2015 2016
17 15 5 6 12
8 13 5 4 10
47,1 86,7 100,0 66,7 83,3
8 8 2 1 1
47,1 53,3 40,0 16,7 8,3
8 2 2 2 8
47,1 13,3 40,0 33,3 66,7
2 2 1 1 1
11,8 13,3 20,0 16,7 8,3
15 11 5 2 10
88,2 73,3 100,0 33,3 83,3
17 15 5 6 12
15
11
4
26,7 3
20,0 3
20,0 8 53,3 15
Всего, ед., %
70
51
72,9
24
34,3
25
35,7
10
14,3
51
72,9
70
% от защищенных диссертаций
100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
Первое, что обращает на себя внимание, это неравномерное количество защит по годам с явным локальным минимумом в 2014-2015 годах. Если предположить, что от момента поступления в аспирантуру до момента защиты проходит в среднем пять-шесть лет, то несложно определить, что 2009 г. был «провальным» по зачислению в аспирантуру. Напомним, 2009 г. был следующим после российского экономического кризиса 2008 года (см. например, [5, 6]), что позволяет к отнести к доминантным факторам влияния на подготовку научных кадров экономическую стабильность страны и благополучие домохозяйств, качество жизни научных работников.
По данным таблицы 4 можно также видеть, что почти % работ содержат сведения о конкретных свариваемых материалах и технологиях, каждая четвертая - об использованных или разработанных при выполнении диссертационной работы сварочных машинах и инструментах, а каждая седьмая
- об использовании результатов исследований при подготовке трудовых ресурсов.
В диссертационных работах, защищенных по специальности 05.02.10, указаны различные свариваемые материалы, в основном изучалась сварка черных (в основном стали) и цветных металлов. Изучаемые стали разными авторами обозначались по их химсоставу, виду структуры либо по эксплуатационному предназначению (здесь приводится список по убыванию, в количестве не менее шести): низколегированные упомянуты в 19 авторефератах, высокопрочные - в 15, низкоуглеродистые - в 14, аустенитные - в 14, коррозионностойкие (нержавеющие) - в 7, конструкционные - в 6, углеродистая
- 5. В трех диссертациях рассматривается сварка чугунов. Из цветных металлов (сплавов) наиболее часто упоминаются в работах следующие: алюминий в 9 авторефератах, алюминиевые сплавы - в 38, алюминиево-литиевые сплавы - в 13, медь и сплавы на основе меди - в 12, титан - в 13, титановые сплавы - в 40, никелевые сплавы - в 11, полиэтилен - в 8. В авторефератах указаны и конкретные марки сплавов, наиболее часто легированные стали в 23 авторефератах, всего 30 различных марок (09Г2С - в 8 авторефератах, 12Х19Н10Т - 3, 08Х18Н10 - 2, 15Х2МФА - 2, 40Х13 - 2), в 11 авторефератах -5 марок углеродистых сталей (ст3 - 6, сталь 20 - 2), в 8 авторефератах - 8 марок алюминиевых сплавов (АМг5 - 2, Д16 - 2), в 3 авторефератах - 5 марок медных сплавов (М1 - 2, бронзы - 2) и в 2 авторефератах - 5 марок титановых сплавов.
Оборудование и расходные материалы, безусловно, отвечают виду сварки, применение которого исследуется в диссертационных работах. В 16 авторефератах в качестве оборудования упомянуты инверторы: в 13 -
плазматроны, в 12 - лазеры, в 9 - источники питания (без уточнения), в 7 -машины контактной сварки, в 7 - сварочный автомат, в 6 - волноводы УЗС, в 5 - выпрямители, в 5 - механизм подачи проволоки, в 4 - индукторы. В 48 авторефератах указано применение при проведении исследований проволоки, в 45 - сварочного тока, в 42 - электродов, в 30 - флюса, в 26 - припоя, в 20 -плавящихся электродов, в 20 - порошковых проволок, в 15 - присадочной проволоки / материалов, в 12 - порошков наплавки, в 11 - защитного газа / газовой среды, в 9 - аргон, в 6 - постоянный ток, в 6 - шихта.
В десяти авторефератах указано, что результаты диссертационных исследований будут использоваться в учебном процессе при подготовке бакалавров и специалистов в области сварки.
Отдельно выделялись авторефераты диссертаций по специальности 05.02.10, в названии и преамбуле которых указаны виды сварки, а именно: наплавка (дуговая, плазменная, лазерная) в 10 авторефератах, автоматическая сварка под слоем флюса - в 9, аргонодуговая сварка - в 9, дуговая сварка в защитном газе - в 8, ручная дуговая сварка - в 6, дуговая сварка плавящимся электродом - в 6, электронно-лучевая сварка - в 6, дуговая сварка неплавящимся электродом - в 5, автоматическая сварка - в 5, сварка взрывом - в 3, импульсно-дуговая сварка - 3, механизированная сварка - 3, дуговая сварка в углекислом газе - в 3, лазерно-дуговая сварка - в 2.
Свариваемыми / наплавляемыми объектами, изучаемыми в работах, являются различные изделия: в 44 авторефератах - трубы или трубопроводы (различного диаметра и предназначения), в 24 - детали машин (без уточнения), в 20 - пластины / листы, в 19 - металлоконструкции, в 14 - детали энергомашиностроения, в 12 - деталей авиационной, ракетной и космической техники, в 9 - оболочковые конструкции (контейнеры, корпуса, резервуары, сосуды), в 9 - теплообменники, в 7 - газо- и нефтепроводы, в 7 - нефтегазовое оборудование, в 7 - детали подвижного состава, в 6 - рабочие органы сельскохозяйственной техники.
Таким образом, в авторефератах диссертаций, защищённых по специальности 05.02.10 - «Сварка, родственные процессы и технологии», рассматриваются в основном дуговые способы сварки, наплавка и электронно -лучевая сварка, которые применяются в отношении прежде всего сталей (низколегированных, высокопрочных, низкоуглеродистых, аустенитных), а также алюминиевых и титановых сплавов. Основными свариваемыми конструкциями являются трубы или трубопроводы, детали машин, пластины и листы, различные металлоконструкции, а также детали энергомашиностроения.
Контент-анализ других диссертационных работ в области сварки (кроме защищенных по специальности 05.02.10).
При проведении контент-анализа также изучались авторефераты диссертаций, защищенных по другим специальностям, нежели 05.02.10. Эти диссертационные работы отбирались по наличию в их названии слов с корнем «свар» с помощью поисковой системы официального сайта ВАК, всего найдено 80 таких работ за те же шесть последних полных лет, что на 10 больше, чем по специальности 05.02.10. Из них шесть докторских диссертаций: Щербаков А.В., 2012 г., специальность 05.09.10, Алферов В.И., 2013 г., специальность 05.08.04, Ткаченко А.А., 2014 г., специальность 05.11.13, Пояркова Е.В., 2015 г., специальность 05.16.09, Трушников Д.Н., 2016 г., специальность 05.13.06, Колубаев Е.А., 2016 г., специальность 01.04.07. Наибольшее количество диссертаций из 80 работ защищено по специальностям: 05.16.09 Материаловедение (по отраслям) - 15 диссертаций, 05.13.06 Автоматизация и управление технологическими процессами - 9, 05.16.01 Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов - 7, 05.11.13 Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий - 6 и 05.08.04 Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства - 4. Количество диссертаций, защищённых по специальностям более одного раза за изучаемых шесть лет, представлены в таблице 5. Все эти работы выполнялись для изучения определённых процессов сварки и/или состояния свариваемых объектов с конечной целью обеспечения заданного качества конкретных сварных соединений (конструкций). Однако есть и исключение из этого правила: две работы рассматривают сварочный процесс как источник факторов условий труда, точнее сварочных аэрозолей (Маринина О.Н., 2012 г., 05.26.01 - Охрана труда (строительство); Батуева Т.В., 2017 г., 02.00.02 - Аналитическая химия), в одной работе рассматривается использование местного сырья при производстве обмазки для электродов (Чеканова Ю.В., 2015 г., 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов).
Можно предположить, что значительная часть этих диссертаций могли быть защищены по специальности 05.02.10., т.е. по сварке фактически защищено не 70 диссертаций, а гораздо больше. В этой связи возможно было бы корректным, если бы ВАК рекомендовала ученым советам по другим специальностям при защите диссертаций, в которых рассматриваются сварочные процессы и/или сварные соединения, организовывать защиту по двум специальностям или кооптировать в состав совета учёных, защитившихся по специальности 05.02.10.
Таблица 5
Количество диссертаций по годам (не менее двух), защищенных по специальностям по применению сварочных технологий (кроме по
специальности 05.02.10)
годы 2014 2015
Номер специальности Защищено
диссертаций, ед. 01.02.04 01.02.06 05.02.11 05.02.13 05.05.04
05.08.04 05.09.03 05.11.13 05.11.16 05.13.01 05.13.06 05.16.01
05.16.05 05.16.09
2012 11
1
2
1 4
2013 21
1 1 1 2 1 2
3 1
4
12
1 1
2 2
1
2
1
12
2
2 2 1 1 2
2016 12
1
2
1 2 1
1
2017 12
1
2
3
Всего, ед., % 80
2 2 3
3 2
4
3 6 2 3
9 7 2
15
Как и в диссертациях по специальности 05.02.10, в диссертациях по другим специальностям выделяется аналогичная закономерность в описании факторов сварочного производства (таблица 6): также указываются свариваемые материалы (57,5%) и технологии сварки или контроля (47,5%); реже упоминается об использовании в учебном процессе результатов исследований (27,5%) и сварочное оборудование (23,8%), а также крайне редко - расходные сварочные материалы (7,5%).
Наиболее часто упоминаются следующие свариваемые материалы: аустенитные стали - в 6 авторефератах, высокопрочные стали - в 6, титан - в 6, алюминиевые сплавы - в 5, стали (без указания) - в 5, низколегированные стали - в 3, низкоуглеродистые стали - в 3, хромоникелевые стали - в 3, тантал - в 2, трубные стали - в 2, конструкционные стали - в 2, легированные стали - в 2,
1
1
1
1
1
мартенситные стали - в 2, медь - в 2. Указываются также отдельные марки сплавов: 09Г2С - в 6 авторефератах, 10Г2ФБЮ - в 2, 12МХ - в 2, 12Х18Н10Т -в 5, сталь 20 - в 4, СтЗсп - в 3, 15Х1М1Ф - в 3, 12Х1МФ - в 2, 17Г1С-У - в 2, К52 - в 2, К56 - в 2, К60 - в 2, К65 - в 2, К70 - в 2, ВТ1-0 - в 2. Судя по этому списку и списку, приведенному в предыдущем пункте, основной объект диссертационных исследований - это легированные стали с различными эксплуатационными свойствами.
Таблица 6
Сведения об объектах исследований, представленных в авторефератах диссертаций на соискание учёной степени кандидата / доктора технических наук по специальностям (кроме специальности 05.02.10)
Количество упоминаний
годы
Всего,
объектов сварочных технологий 2012 2013 2014 2015 2016 2017 ед., %
Защищено диссертаций, ед. 11 21 12 12 12 12 80
1- свариваемые материалы, ед. 6 13 7 5 5 10 46
% от защищенных диссертаций 54,5 61,9 58,3 41,7 41,7 83,3 57,5
2- сварочное оборудование, ед. 2 5 5 2 4 1 19
% от защищенных диссертаций 18,2 23,8 41,7 16,7 33,3 8,3 23,8
3- расходные материалы, ед. 2 0 2 1 1 0 6
% от защищенных диссертаций 18,2 0,0 16,7 8,3 8,3 0,0 7,5
4- трудовые ресурсы, ед. 5 3 5 3 3 3 22
% от защищенных диссертаций 45,5 14,3 41,7 25,0 25,0 25,0 27,5
5- технологии, ед. 7 6 7 6 6 6 38
% от защищенных диссертаций 63,6 28,6 58,3 50,0 50,0 50,0 47,5
6- внешняя информация, ед. 11 21 12 12 12 12 80
% от защищенных диссертаций
100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
В трёх авторефератах в качестве сварочного оборудования упоминаются сварочные инверторы, дважды в различных источниках встречаются: установки электронно-лучевой сварки, системы управления сварочными процессами и сварочные горелки. Ни один расходный материал хотя бы в двух различных авторефератах не упоминается.
Поскольку в исследуемых диссертациях сварные соединения рассматривались, в основном, с позиции анализа напряженно -деформированного состояния, а также как объект контроля или изучения структурно-фазового состояния, то в них реже, чем в диссертациях по специальности 05.02.10, указывается вид сварки. Тем не менее, электронно -лучевой сварке посвящено 8 диссертаций, сварке взрывом - также 8, дуговой сварке под флюсом - 4, аргонодуговой сварке - 3, наплавке - 2, ручной дуговой сварке - 2, лазерной сварке - 2, точечной контактной сварке - 2, сварке трением - 2, диффузионной сварке - 2. К оригинальным технологиям сварки, исследованных в современных диссертационных работах, следует отнести электронно-лучевую сварку в атмосфере (Вейсвер Т.Г., 2013, специальность 05.13.06).
Сравнивая этот список с аналогичным, приведенным по результатам контент-анализа диссертаций по специальности 05.02.10, можно увидеть, что многие виды сварки представлены только в одном списке, а совпадают следующие: наплавка, автоматическая сварка под флюсом, аргонодуговая сварка, электронно-лучевая сварка и сварка взрывом. Следовательно, в ближайшие годы в качестве наиболее изучаемых сварочных технологий, по -видимому, останутся именно эти виды сварки, при этом основными направлениями развития сварочных технологий будут: изучение состояния сварных соединений (конструкций) и совершенствование технологий сварки.
Отметим, что в 13 авторефератах в качестве свариваемых изделий рассматривались трубы или трубопроводы, в 4 - тонкостенные (тонколистовые) детали, в 3 - корпусные конструкции, в 3 - конструкции нефтегазовой отрасли, в 3 - оболочковое оборудование, в 2 - слоистые металлические материалы, в 2 -резервуары.
Контент-анализ научных публикаций прошлого века.
Для исследования полученных результатов анализа в ретроспективе приведем результаты выборочных исследований публикаций прошлого века по сварке, а именно журнала «Сварочное производство» за 1957 год и защищенных диссертаций в 1972 году.
1957 год для анализа статей журнала «Сварочное производство» был выбран исходя из того, что от 2017 года (последний год анализа современных публикаций) его отделяет 60 лет, а также в 1957 году (12 лет после победы в Великой Отечественной войне) активно развивалась сварка как один из массовых производственных процессов на основе организованного развития советской науки. «Период 40-50 годов характеризуется созданием и развитием многих современных способов механизированной сварки, а также совершенствованием известных способов» [7, с. 82]. «После войны в сравнительно короткие сроки было восстановлено народное хозяйство, и уже в начале 50 годов промышленный потенциал превысил довоенный уровень. По данным Госкомстата России, в 1950 г. валовой общественный продукт страны вырос по сравнению с 1940 г. в 1,6 раза, а продукция промышленности увеличилась почти в 2 раза. К этому надо добавить, что в этот период происходило, как уже отмечалось выше, перебазирование предприятий и технического персонала с Востока на Запад страны, машиностроение еще в значительных количествах выпускало военную технику, но уже нового поколения, формировалась аэрокосмическая промышленность, начались работы по созданию атомной и водородной бомбы. Все это отразилось на динамике макропоказателей. Многие машиностроительные заводы, созданные в короткий срок в Сибири и на Дальнем Востоке, с 1945 г. продолжали работать в прежнем режиме, но с новым персоналом и перешли на больший выпуск продукции гражданского назначения» [8, с. 416]. Как известно, в технологических процессах изготовления продукции машиностроения значительная часть отводится сварочным технологиям.
Изучая названия 169 научных статей (информационные сообщения также не рассматривались) 12 номеров журнала «Сварочное производство» за 1957 год, установлено, что в 53,8% из них упоминается свариваемые материалы и/или изделия, в 22,5% - сварочное оборудование, в 28,4% - расходные материалы, в 1,8% - трудовые ресурсы, в 53,8% - применяемые технологии (виды сварки). При этом в названии 23 статей указывается свариваемый (наплавляемый) свариваемый материал - сталь (конкретно марки 55, 15ХМА, НЛ-2, 14ХГС, 20ХМЛ, 30ХГСА, ЭИ484, ЭИ578), в 9 - алюминиевые сплавы (конкретно сплавы АВ, АК-6, АМг-6Т, Д16Т, АМц), в 4 - сплавы легких металлов, и также в 4 -чугуны. Из названий 17 публикаций следует, что они посвящены наплавке, 12 -дуговой сварке (без указания конкретного вида), 7 - контактной сварке, 7 -электрошлаковой сварке, 7 - резке, 5 - сварке в углекислом газе, 5 - точечной сварке, 4 - автоматической сварке.
Среди названий видов сварки, упомянутых в публикациях 1957 года в современных публикациях некоторые не встречаются, например: атомноводородная наплавка (№1 за этот год), ацетиленокислородная сварка
(№1), сварка электрозаклепками (№1), газовая сварка (№3), воздушно-дуговая резка (№5), полуавтоматической шланговой сварки (№6), резки ацетилено-кислородным пламенем (№7) автоматической сварки на флюсовой подушке (№7), кислородная резка (№7).
Первые сведения о защищенных диссертациях на сайте Российской государственной библиотеки (https://dlib.rsl.ru) относятся к 1972 году, в этот год было защищено 24 диссертации по специальности 05.04.05 «Технология и машины сварочного производства», для сравнения: в 1982 году по специальности 05.04.05 - 33 диссертации, в 1992 году по специальности 05.03.06 «Технологии и машины сварочного производства» - 43 диссертации, в 2002 году по специальности 05.03.06 - 29 диссертаций, а в 2012 году (напомним) по специальности 05.02.10 "Сварка, родственные процессы и технологии" - 16.
Объектом исследования применения сварочных технологий в диссертациях, защищенных в 1972 году, стали изделия из стали (пять диссертаций) и чугуна (четыре диссертации), цветные металлы упоминаются в двух диссертациях, при этом в семи работах указан вид исследуемой конструкции, в том числе в двух - тонкостенные сосуды, и в двух - изделия большой толщиной.
Из названий 24 диссертаций следует, что четыре из них посвящены дуговой сварке, две - контактной сварке оплавлением, две - пайко-сварке.
Таким образом, можно отметить, что объекты научных исследований, такие как свариваемые материалы и сварные конструкции за полвека и более практически не изменились. Это свидетельствует о неизменной роли сварки как технологического процесса в производстве различных изделий и сооружений. Произошла, судя по публикациям, замена одних видов сварки на другие, но основным «инструментом» воздействия на металл при сварке остается сварочная дуга. Новым видом сварки, появившимся в научных публикациях в последние годы, является сварка трением с перемешиванием.
Дальнейшие перспективы наукометрического изучения публикаций о применении и развитии сварочных технологий может быть связано с расширением временного интервала выхода в свет таких публикаций, а также выделением основных этапов и тенденций в развитии сварочных технологий для экстраполяции установленных трендов в будущее и прогнозирования развития сварки.
Выводы:
1. По показателям общественной важности научного издания журнал «Сварочное производство» занимает лидирующие позиции среди русскоязычных журналов. Анализ публикаций этого журнала за шесть последних полных лет (2012-2017 гг.) показал, что сварочные технологии применяются, прежде всего, для сварки изделий из легированных и
низкоуглеродистых сталей, а также алюминиевых и титановых сплавов. Наиболее часто исследуемыми видами сварки были: дуговая сварка в различных ее видах, наплавка (с применением различных источников нагрева материала), а также лазерная сварка, электронно-лучевая сварка и диффузионная сварка. При этом основными объектами применения сварки были трубы и пластины (плоские детали), а также детали машин (без уточнения), металлоконструкции различного назначения, детали энергомашиностроения, детали авиационной и космической техники.
2. За шесть полных лет, начиная с 2012 года, было защищено 70 диссертаций по специальности 05.02.10 - «Сварка, родственные процессы и технологии», по другим специальностям, посвященным сварочной тематике, -80 диссертаций за этот же период. В авторефератах этих диссертаций наиболее часто рассматривается сварка (наплавка) низколегированных, высоколегированных и низкоуглеродистых сталей, а также алюминиевых сплавов. Основными изучаемыми сварными конструкциями диссертационных исследований являлись трубы или трубопроводы, оболочковые конструкции и энергетические установки. Основными видами сварки, изучаемые диссертантами, были: дуговая сварка в среде защитных газов, автоматическая сварка под слоем флюса, ручная дуговая сварка, наплавка.
3. Установлены общие тенденции в частоте упоминания факторов сварочного производства в статьях и двух группах диссертаций (в скобках перечислены проценты для этих видов публикаций): свариваемые материалы (56,7%, 72,9%, 57,5%), сварочное оборудование (18,3%, 34,3%, 23,8%), расходные сварочные материалы (36,7%, 35,7%,7,5%), трудовые ресурсы (4,8%, 14,3%, 27,5%), технологии сварки или контроля (27,2%, 72,9%, 47,5%) и, безусловно, все публикации содержат сведения, которые могут быть использованы при совершенствовании технологий сварки.
4. Более чем за полвека не изменились изучаемые свариваемые материалы и изделия (как объекты исследований), основными исследуемыми видами сварки по-прежнему остаются дуговые виды. При этом совершенствуются, уходят из применения и появляются новые технологии сварки.
Использованные источники:
1. Петров, П. Ю. Современное определение термина "технологичность" / П. Ю. Петров // Сварочное производство. - 2018 - № 4 - С. 54-59.
2. Petrov P Y Economic evaluation for the use of advanced welding equipment / P Y Petrov, I V Alekseev and E A Kolesnik // IPDME 2017 IOP Publishing IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 87 (2017) doi :10.1088/1755-1315/87/9/092021
3. Петров, П.Ю. Объекты научных исследований сварочных технологии/ П.Ю. Петров // Мировая наука. - 2018. - №8(17) - URL: http://science-
|сошМоша1^а1а/Шев/17 /Ре1гоу%20Р.Уи.,- ЕБТЕБТУЕККУБ %20 1%20 ТЕНШСЬЕ8К1Е%20 NAUKI.pdf
4. Большая советская энциклопедия [Текст]: [В 30 т.] / Глав. ред. А. М. Прохоров. - 3-е изд., [Т.] 23: Сафлор-Соан. - Москва : Сов. энциклопедия, 1976.
- 638 с.
5. Ершов, М. Кризис 2008 года: "момент истины" для глобальной экономики и новые возможности для России / М. Ершов // Вопросы экономики. 2008. - № 12.
- С. 4-26.
6. Чернавский, Д.С. Кризис образца 2008 года / Чернавский Д.С., Щербаков А.В. // Экономические стратегии. 2009. Т. 11. № 1 (67). С. 28-33.
7. Сварка в СССР. Том 1. Развитие сварочной техники и науки о сварке. Технологические процессы сварочные материалы и оборудование. - М.: Наука, 1981. - 536 с.
8. Экономическая история СССР: очерки. / Рук. авт. колл. Л.И. Абалкин. - М. ИНФРА-М, 2007. - 496 с.
Оглавление
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ..........................................................................................3
Amanova M.G., TRAINING OF DIALOGICAL SPEECH IN THE ENGLISH LANGUAGE.............................................................................................................3
Aripova M.X., APPROACHES AND METHODS OF TEACHING ENGLISH........6
Bafoyeva S.U., PHILOSOPHICAL ASPECTS OF IMPROVING THE EDUCATIONAL PROCESS IN THE CONTEXT OF INNOVATIVE APPROACHES.......................................................................................................10
Bahronov B.B., FACTORS THAT IMPROVE IDEOLOGICAL ACTIVITY IN THE GLOBAL ENVIRONMENT...................................................................................13
