Анотація до роботи:

Макаренко Н.0. «Розвиток наукових і технологічних основ плазмового зварювання і наплавлення плавким і неплавким електродами» - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.06 «Зварювання і споріднені технології» - Приазовський державний технічний університет, Маріуполь, 2006р.

Дисертаційна робота присвячена розробці наукових і технологічних основ плазмових процесів зварювання і наплавлення плавким і неплавким електродами, принципам побудови пристроїв для їхньої практичної реалізації. Сукупність наукових положень і технічних розробок, представлених у дисертації, складає рішення важливої науково-прикладної проблеми створення високоефективних способів плазмової обробки матеріалів, що дозволяє шляхом розробки і впровадження ефективних заходів щодо удосконалювання технологічних процесів виготовлення різних деталей, включаючи застосування оптимальних (форсованих) параметрів режимів зварювання (наплавлення) і параметрів легування плавкого електроду, досягти істотного підвищення якості виробів і їхньої експлуатаційної довговічності з одночасним підвищенням продуктивності процесу. Досліджено фізичні процеси в плазмової дузі, яка горить у середовищі аргону. За допомогою розробленої методики визначені термічні цикли при плазма-МІГ процесі. Визначено сумарну залежність густин теплових потоків від плазмової дуги і дуги плавкого електроду з метою регулювання тепловложення у виріб шляхом вибору необхідних для оптимального попереднього підігріву поверхні параметрів режиму наплавлення. Встановлено закономірності саморегулювання довжини дуги плавкого електроду при плазма-МІГ наплавленні порошковою плющенкою із застосуванням розробленого двуханодного плазмотрону. Проведено промислове впровадження розробок. Фактичний економічний ефект склав близько 1400000 грн. Матеріали дисертаційної роботи використовуються кафедрами зварювального виробництва у рамках викладання спеціальних дисциплін.

1. У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що виявляється в підвищенні якості і продуктивності зварювання і наплавлення за рахунок застосування висококонцентрованих джерел енергії для нагрівання і плавлення електродів при плазма-ТІГ і плазма-МІГ процесах і при забезпеченні зниження на них енерговитрат в 1,5 –2 рази. У роботі вирішена проблема зменшення собівартості зварювання і наплавлення з одночасним підвищенням їхньої якості і продуктивності:

- при використанні плазма-ТІГ процесу в результаті: виявлених і встановлених закономірностей змінення енергетичних параметрів різних зон плазма-ТІГ дуги перемінного струму, їхнього розвитку в просторі і часі, за рахунок чого розроблені рекомендації з вибору форсованих режимів, які забезпечують високу стійкість вольфрамового неплавкого електроду з одночасним зниженням кількості вольфрамових вкраплень у зварювальному шві; рішення питання можливості визначення числової величини впливу силового плазмово-газового потоку в залежності від режимів зварювання, яку необхідно враховувати технологам при їх оптимізації з метою одержання зварювальних швів і наплавлених валиків заданих розмірів;

- при використанні плазма-МІГ процесу в результаті встановлених закономірностей впливу полоциліндричної плазмової дуги на: характер переносу електродного металу (за рахунок розроблених рекомендацій з вибору форсованих режимів, які забезпечують рівномірний стабільний розподіл легуючих елементів з порошкового електроду в наплавлений метал при мінімальному впливі основного металу, що дозволяє одержувати високолегований шар при одношаровому наплавленні); термічні цикли процесу (за рахунок визначення можливості заміни попереднього підігріву основного металу регламентованим тепловложенням потоку енергії від плазмової дуги і, тим самим, знизити собівартість наплавлення в 2-3 рази.

2. Одержала подальший розвиток науково-обгрунтована методика визначення електроенергетичних характеристик плазмових процесів, яка дозволяє досліджувати статичні і динамічні характеристики плазмових дуг постійного і перемінного струмів. При плазма-ТІГ зварюванні алюмінієвих сплавів на перемінному струмі в момент переходу значення струму через 0, виявлен зустрічний потік з виробу (який особливо сильно виявляється, якщо виріб – анод), що полегшує повторне запалювання дуги, але просторово дестабілізує її на початку наростання струму дуги, при цьому час деіонізації дугового проміжку зростає зі збільшенням густини струму в соплі плазмотрона і у незначному ступені - від збільшення витрати плазмоутворюючого газу.

Визначено умови утворення в стовпі дуги яскравого контрагированого ядра, діаметр якого і його довжина залежать від величини густини струму в плазмоутворюючому каналі. Встановлено, що при діаметрі ядра, рівному 25% стовпа дуги (густина струму 36,8 А/мм²), відбувається найбільш легке повторне запалювання дуги і відсутнє руйнування вольфрамового неплавкого електрода. При цьому кількість вольфрамових вкраплень у металі наплавлення знижується до 0-1 на 1200 мм наплавленого валика, а стійкість вольфрамового електрода зростає в 1,2-1,5 рази.

3. Вперше за допомогою удосконаленої методики дослідження силового впливу плазмово-газового потоку враховані сили Лоренца, що діють безпосередньо в зоні зварювання, які беруть участь у переміщенні металу ванни і у перерозподілі струму по її перетину, що дозволяє установлювати вплив силового тиску газового потоку від режимів зварювання (наплавлення) і врахувати його при формуванні зварювального шва і наплавленого валика при плазма-ТІГ процесі. 4.За допомогою удосконаленої методики визначення електроенергетичних характеристик плазмових процесів, яка дозволяє досліджувати характер плавлення оболонки і осердя порошкового дроту при плазма-МІГ наплавленні, встановлено, що: внаслідок нагрівання плазмовою дугою прискорюється процес плавлення осердя, що виступає за межі оболонки, (штифт зменшується, здобуває конічну форму), частина металу оболонки, яка розплавилася, стікає по осердю, перенос металу йде практично по осі дуги, відхилення крапель від осьового напрямку вкрай рідкі, при цьому найбільш оптимальними є режими дрібнокрапельного і середньокрапельного перенесення; найбільш характерним показником впливу полоциліндричної плазмової дуги є зміна конусної форми перешийка краплі, яка формується, (встановлена залежність довжини конічного перешийка від величини струму плазмової дуги, показуюча, що зі збільшенням струму плазмової дуги від 150 до 300 А відбувається подовження конуса від 0,5-1 мм до 1,5-2,0 мм). Виявлені закономірності дозволяють оптимизувати режими плазма-МІГ наплавлення і зменшити кількість вкраплень від шихти порошкового дроту, яка не розплавилася, до 0-2 на 5000 мм наплавленого валика.

5. Вперше встановлено, що при застосуванні в якості плазмоутворюючого і захисного газів суміші аргону і гелію, а також чистого гелію характер переносу при плазма-МІГ зварюванні (наплавленні) істотно не відрізняється від плазмового зварювання в аргоні: при його виборі необхідно керуватися насамперед вартістю і виробничими можливостями. Найбільш характерним для плазма-МІГ зварювання є струминний перенос, при цьому (на прямої полярності) збільшується швидкість плавлення плавкого електрода, різко збільшується довжина дуги і її випромінювання, довжина розплавленої частини електроду.

6. Вперше визначені термічні цикли плазма-МІГ наплавлення, що дозволило встановити витрати плазмоутворюючого газу (при інших незмінних параметрах режимів) не впливають на тепловложення у вироб: тепловложення у вироб складається із суми потоків енергії від плазмової дуги і від дуги плавкого електрода; - тепловий потік від полоциліндричної дуги розподіляється рівномірно по ширині, рівної діаметрові каналу плазмоутворюючого сопла, у момент проходження переднього фронту ванни, яка виникла під впливом плавкого електрода, зони нагрівання плазмовою дугою. Встановлено, що шляхом варіювання струму полоциліндричної дуги можливо і доцільно регулювати температуру попереднього підігріву основного металу. Проведені дослідження забезпечують регулювання в значному діапазоні параметрів, від яких залежить напрямок росту кристалів і якість наплавлення.

7. При плазма-МІГ наплавленні в середовищі аргону чавунних прес-форм для формування виробів зі скла з метою підвищення їх разгаростійкості доцільно застосовувати мідно-нікелеві сплави (метал типу 20Н50Д35СР), мікролегування якого берилієм (при одночасному виключенні з його складу бора, який перешкоджає десульфурації і дефосфосфорації рідкого металу, і кремнію), різко підвищує його разгаростійкість: максимальна разгаростійкість досягається при вмісті берилію в кількості 0,052%. Отримані результати дозволили підвищити стійкість прес-форм у 1,3-1,7 разів.

8. Вперше доведена доцільність застосування способу плазма-МІГ наплавлення порошковим дротом (замість коштовного автоматичного наплавлення під шаром флюсу) для одержання жароміцного покриття з метою зміцнення роликів машин безперервного лиття заготівель. Рекомендуємо до складу шихти порошкового дроту вводити Са(ВF₄)₂, при вмісті якого більш 6% - процес стає стабільним без вживання додаткових заходів по його стабілізації, а процес переносу електродного металу – дрібнокрапельним, при цьому гарантоване забезпечення зниження вмісту в наплавленому металі не тільки кисню, але і сірки.Металографічні дослідження показали, що збільшення вмісту в наплавленому металі Zr до 0,44% і Ti до 0,67% приводить до здрібнювання зерна металу.

9.Експериментально встановлено,що для забезпечення рівномірної твердості по перетину наплавленого шару металу плазма-МІГ наплавлення варто вести з мінімальним кроком. З метою зменшення імовірності утворення тріщин у наплавленому шарі,наплавлення варто проводити на мінімальному струмі,що дозволяє істотно підвищити швидкість кристалізації наплавленого металу.

10. Встановлено, що при наплавленні силумінів плазма-МІГ способом доцільно в якості присаджувального матеріалу застосовувати порошкову плющенку, при цьому раціонально використовувати принцип побудови розробленої установки, заснованої на застосуванні двох неплавких електродів, які живляться від окремих джерел живлення з крутоспадною ВАХ, що забезпечує позитивну залежність приросту струму неплавких електродів від приросту струму плавкого електроду (що стабілізує довжину дуги плавкого електрода) і виражається оптимальною залежністю DI_НЭ1 = DI_НЭ2 = (0,3ё0,6)DI_ПЭ, за рахунок чого гарантоване гарне формування наплавленого валика і стабільний процес наплавлення.

11. Встановлено, що плазма-МІГ наплавлення і плазма-ТІГ зварювання є найбільш екологічно чистими процесами в порівнянні з іншими способами плазмової обробки металів на ідентичних режимах, при цьому при проведенні зварювання алюмінієво-магнієвих сплавів рекомендуємо застосовувати процес з наскрізним проплавленням на підкладці з нахилом осі плазмотрона кутом уперед (не менш 12⁰ від вертикалі), а при проведенні плазма-МІГ наплавлення (при виборі робочих режимів) враховувати результати проведених досліджень: виділення від плавкого електрода (порошкового дроту і плющенки) ТСЗА скорочується при збільшенні витрат газу навколо кільцевого електрода і збільшенні струму полоциліндричної дуги.

12. Промислове впровадження розробок за період 2002-2005 рр. дозволило одержати економічний ефект на підприємствах у сумі біля 1,4 млн. грн.

Публікації автора:

1. Макаренко Н.А., Гвоздецкий В.С. Плазменная сварка (Обзор) // Автоматическая сварка. – 2000. - №12. – С.26-30. Особистий внесок: проведення критичного аналізу основних способів плазмово-дугового зварювання плавким і неплавким електродами.

2. Макаренко Н.А., Невидомский В.А. Термические циклы при плазма-МИГ наплавке // Автоматическая сварка. – 2003. – № 1. – С. 45-48. Особистий внесок: постановка експерименту, обробка і узагальнення його результатів.

3. Макаренко Н.А., Грановский А.В., Кондрашов К.А. Улучшение технологических характеристик плазма-МИГ наплавки порошковых проволок // Автоматическая сварка. – 2001. - №6. - С.53-55. Особистий внесок: планування і проведення досліджень по стабілізації процесу саморегулювання дуги плавкого електрода, рекомендації з рафінування наплавленого металу, аналіз результатів досліджень, рекомендації з вибору режимів.

4. Чигарев В.В., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А., Воропай Н.М. Особенности плавления электродной проволоки при наплавке способом плазма-МИГ // Автоматическая сварка. - 2001. - №8. – С.12-15. Особистий внесок: визначення впливу полоциліндричної дуги при наплавленні способом плазма-МІГ на перенос і масу краплі; на рівномірність плавлення осердя і металевої оболонки дроту. Рекомендації з можливості проведення процесу при зниженому струмі плавкого електрода без коротких замикань дугового проміжку і мінімальному проплавленні основного металу.

5. Корниенко А.Н., Макаренко Н.А. История создания и развития электрошлаковой сварки и наплавки // Автоматическая сварка. – 1999. - №9. – С.81-90. Особистий внесок: проведення аналізу ЕШЗ з метою вибору способів зварювання і наплавлення для рішення практичної задачі дисертаційної роботи.

6. Макаренко Н.А. Развитие дуговой сварки под флюсом. Ч.І. Металлургические основы, технология и материалы // Автоматическая сварка. – 1999. - №11. – С.56-63. (матеріали роботи використовувалися в огляді при виборі способу зварювання і наплавлення для рішення практичної задачі дисертаційної роботи).

7. Макаренко Н.А. Развитие дуговой сварки под флюсом. Ч.ІІ. Сварочное оборудование // Автоматическая сварка.–2000. - №4. – С.39-47. (матеріали роботи використовувалися в огляді при виборі способу зварювання і наплавлення для рішення практичної задачі дисертаційної роботи).

8. Корниенко А.Н., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А., Грановский А.В. Универсальный источник питания для плазма-МИГ сварки и наплавки // Сварочное производство. – 2001. - № 9. - С. 25-26. Особистий внесок: розробка принципової схеми джерела живлення.

9. Корниенко А.Н., Макаренко Н.А. К 30-летию первых экспериментов по сварке в космосе // Сварочное производство. – 2000. - №1. – С.45-47. Особистий внесок: проведення аналізу різних способів зварювання і споріднених технологій з метою можливої перспективи їхнього використання в космосі.

10. Чигарев В.В., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А., Невидомский В.А. Разработка установок для плазменных способов нанесения покрытий на массивные стальные и чугунные детали // Вісник ПДТУ. – Маріуполь: ПДТУ. – 2003. – № 13 - С. 180-184. Особистий внесок: розробка принципової схеми установки з імпульсним живленням дуги плавкого електрода.

11. Макаренко Н.А. Возбуждение дуги при плазма-МИГ наплавке // Збірник наукових праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ. - 2002. - №7 (385). – С. 46-48.

12. Чигарьов В.В., Макаренко Н.О., Кондрашов К.О., Грановський О.В. Вирішення питання зменьшення глибин проплавлення при плазма-МІГ наплавленні мідних сплавів // Вісті академії інженерних наук України. – Київ, 2004. - №3. – С.16-18. Особистий внесок: обґрунтування оптимизування складу порошкового дроту.

13. Чигарьов В.В., Макаренко Н.О., Макаренко О.О., Кондрашов К.О, Корнієнко О.М. Удосконалення устаткування для експериментального вивчення електроенергетичних характеристик дугового розряду перемінного току // Міжвузівський тематичний збірник наукових праць “Захист металургійних машин від поломок”, Випуск 8, Маріуполь: ПДТУ. - 2005. - С.224-226. Особистий внесок: удосконалення схеми експериментальної установки.

14. Чигарев В.В., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А. Особенности разработки технологии изготовления пресс-форм, стойких к термоциклических нагрузкам // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. – Краматорськ: ДДМА. – 2000.– С. 511-514. Особистий внесок: планування і проведення досліджень по впливу полоциліндричної дуги на структуру наплавленого валика, його однорідність, аналіз результатів, рекомендації з вибору режимів.

15. Чигарев В.В., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А. Улучшение формирования наплавленного слоя при plasma-MIG наплавке // Вісник ПДТУ. – Маріуполь: ПДТУ. – 2000. - №9. – С. 153-155. Особистий внесок: проведення досліджень, аналіз отриманих результатів.

16. Чигарев В.В., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А. Повышение стойкости наплавленного слоя при plasma-MIG наплавке // Вісник ПДТУ. – Маріуполь: ПДТУ. – 2000. - №10. – С. 190-191. Особистий внесок: проведення досліджень, аналіз отриманих результатів, рекомендації з підвищення стійкості.

17. Чигарев В.В., Кондрашов К.А., Макаренко Н.А. Исследование плавления электродного металла и формирования валика при плазма-МИГ наплавке порошковой проволокой // Вісник ПДТУ. – Маріуполь: ПДТУ. – 2000. - №11. - С. 172-174. Особистий внесок: аналіз результатів досліджень по впливі плазмової дуги на очищення наплавленої поверхні.

18. Чигарев В.В., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А. , Грановский А.В. Тиристорная установка для сварки легких металлов // Збірник наукових праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ. – 2001. - № 1 . – С. 100-106 . Особистий внесок: обґрунтування вибору схеми регулювання зварювального струму, визначення умов рівномірного навантаження трифазної мережі.

19. Макаренко Н.А., Кондрашов К.А. Разработка математической модели теплового процесса в порошковой проволоке при plasma-MIG наплавке // Інтегровані технології та енергозбереження. – Харків: ХДПУ. – 2000. - № 4. – С. 36-40. Особистий внесок: принципи моделювання, аналіз результатів.

20. Макаренко Н.А., Кондрашов К.А. Восстановление и упрочнение штампов и пресс-форм // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. – Краматорськ: ДДМА. – 2001.– С. 101-103. Особистий внесок: обґрунтування переваг розробленого в співавторстві плазмотрона з трифазним живленням допоміжних дуг.

21. Чигарев В.В., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А., Грановский А.В. Разработка способа плазма-МИГ наплавки, обеспечивающего повышение несущей способности деталей и узлов металлургического оборудования // Міжвузівський тематичний збірник наукових праць “Захист металургійних машин від поломок”, Випуск 6, Маріуполь: ПДТУ. – 2002. - С.212-214. Особистий внесок: оптимизування режимів плазма-МІГ наплавлення для розробленого способу.

22. Макаренко Н.А., Грановский А.В., Кондрашов К.А., Карпенко В.В. Анализ методов улучшения эксплуатационных характеристик пресс-форм // “Удосконалення процесів і обладнання виробництва та обробки металопродукції в металургії та машинобудуванні. – Краматорск-Слов’янськ: ДДМА. – 2000.– С. 477-479. Особистий внесок: збір і статистична обробка даних, рекомендації з підвищення якості.

23. Чигарев В.В., Корниенко А.Н., Макаренко Н.А. Сварка и возрождение промышленности после Великой Отечественной войны (к 55-летию освобождения Донбасса и 130-летию со дня рождения Е.О.Патона) // Вісник ПДТУ. – Маріуполь:ПДТУ. – 2000.-№9.– С.142-146. Особистий внесок: огляд досягнень НКМЗ в області зварювання і наплавлення в другій половині ХХ століття.

24. Чигарев В.В., Корниенко А.Н., Макаренко Н.А. Вклад академика Медовара Б.И. в развитие металловедения и металлургических основ сварки // Вісник ПДТУ. – Маріуполь: ПДТУ. – 2000. - №10. – С.187-189. Особистий внесок: аналіз наукових досягнень по зварюванню хромонікелевих і жароміцних аустенітних сталей.

25. Макаренко Н.А. Наплавка чугунных пресс-форм для формовки стеклянных изделий // Вісник ПДТУ. – Маріуполь: ПДТУ. – 2002. - №12. – С.157-160.

26. Макаренко Н.А. Исследование и разработка порошковой проволоки, обеспечивающей высокую стойкость наплавленного метала к абразивному износу // Вісник ПДТУ. – Маріуполь: ПДТУ. – 2004. - №14. – С.245-248.

27. Чигарев В.В., Корниенко А.Н., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А. Определение динамических вольт-амперных характеристик при плазма-ТИГ сварке // Вісник ПДТУ. – Маріуполь: ПДТУ. – 2005. - №15. – С.121-124. Особистий внесок: узагальнення уточнених експериментальних даних, отриманих за удосконаленою методикою.

28. Чигарев В.В., Кондрашов К.А., Макаренко Н.А., Грановский А.В. Наплавочный материал для плазменного упрочнения и восстановления пресс-форм // Вісник ПДТУ. – Маріуполь: ПДТУ. – 2002. - №12. – С.153-156. Особистий внесок: оптимизування режимів наплавлення, дослідження зварювально-технологічних показників розробленого порошкового дроту.

29. Корниенко А.Н., Макаренко Н.А., Карпенко В.В. Элементы обработки давлением у истоков сварки металлов // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. – Краматорськ: ДДМА. – 2000. – С.392-394. Особистий внесок: проведення аналізу зварювання тиском.

30. Макаренко Н.А. Разработка технологии восстановления и упрочнения рабочей поверхности оснастки для горячей обработки давлением цветных металлов // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. – Краматорськ-Хмельницький: ДДМА. – 2002. – С.547-551.

31. Макаренко Н.А. Ремонт штампов холодной штамповки // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. – Краматорськ: ДДМА. – 2005. – С.613-617.

32. Макаренко Н.А.Ремонт и упрочнение рабочей порверхности штамповой оснастки, предназначенный для горячей обработки давлением цветных металлов // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні.–Краматорськ:ДДМА–2004.–С.153-158.

33. Макаренко Н.А. Повышение технико-технологических показателей комбинированного плазменного способа наплавки с аксиальной подачей порошковой проволоки // Міжвузівський тематичний збірник наукових праць „Захист металургійних машин від поломок”, Випуск 7, Маріуполь: ПДТУ. – 2003. - С.230-233.

34. Чигарьов В.В., Макаренко Н.О., Кондрашов К.О., Грановський О.В. Нанесення наплавного зносостійкого шару при плазмовому наплавленні мідного сплаву // Вісті академії інженерних наук України. – Київ, 2005 - №1. – С.43-47. Особистий внесок: оптимизування складу порошкового дроту (зниження фосфору і сірки в наплавленому металі) і режимів наплавлення.

35.Чигарев В.В.,Макаренко Н.А.,Кондрашов К.А. Материал для износостойкой плазменной наплавки деталей, работающих в условиях трения металла о металл // Нові матеріали і технології в металургії та машинодубуванні.-2004.-№2.–С.38-40.Особистий внесок: оптимизування складу розробленого порошкового дроту з метою зниження напливів і несплавлень з основним металом.

36. Чигарев В.В., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А., Грановский А.В. Плазма-МИГ сварка и наплавка коррозионностойких сплавов // Збірник наукових праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. – 2003. - №5(391). – С.31-39. Особистий внесок: аналіз сучасних засобів боротьби з межкристалітною корозією при зварюванні високолегованих сталей; обґрунтування і оптимизування складу шихти по хрому.

37. Чигарев В.В., Макаренко Н.А., Кондрашов К.А., Грановский А.В. Разработка материала для плазменной сварки бронзы // Збірник наукових праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. – 2003. - №6(392). – С.30-39. Особистий внесок: критичний аналіз способів зварювання бронз, дослідження технологічних показників розробленого порошкового дроту, рекомендації з їхнього поліпшення.

38. Макаренко Н.А. Разработка наплавочного материала, стойкого к термоциклическим загрузкам // Збірник наукових праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. – 2003. - №8(396). – С.47-54.

39. Чигарев В.В., Кондрашов К.А., Макаренко Н.А., Грановский Н.А. Плазменная наплавка с аксиальной подачей порошковой плющенки ходовых колес гусеничных тракторов // Вісник ХНТУСГ ім. П.Василенка.–Харків:ХНТУСГ.–2005.-№39.– С.92-96. Особистий внесок: оптимизування струмів плазмових дуг неплавких електродів з метою зменшення розбризкування металу.

40. Макаренко Н.А., Невидомский В.А., Грановский Н.А. Разработка порошковой проволоки для наплавки роликов МНЛЗ с помощью плазма-МИГ процесса // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. В.Даля. – Луганськ: СНУ. – 2002. - №7(53). – С.79-84. Особистий внесок: оптимизування складу шихти порошкового дроту з метою зменшення змісту в наплавленому металі кисню і сірки, рекомендації з їхнього зменшення.

41. Макаренко Н.А. Определение экологических аспектов плазма-МИГ наплавки порошковой проволокой//Інтегровані технології та енергозбереження.–Харків:ХДТУ.–2002.- №1. – С.94-98.

42. Чигарев В.В., Макаренко Н.А. О некоторых особенностях плазменной сварки и наплавки плавящимся и неплавящимся електродами // Збірник наукових праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ. – 2006. - №3(408). – С.85-90. Особистий внесок: дослідження стійкості горіння дуги і стійкості вольфрамового електроду при зварюванні алюмінієвих сплавів у залежності від густини струму; узагальнення результатів наукової новизни, викладених у дисертаційній роботі, рекомендації з поліпшення якості наплавленого металу.

43. Макаренко Н.О., Кондрашов К.О., Грановский М.О., Перейма В.В. Розробка установки для плазмового наплавлення алюмінієвого сплаву // Вісник СДПУ. – Слов’янськ: СДПУ. – 2006. - №2. – С.45-52. Особистий внесок: розробка принципової схеми плазмотрона під плющенку, проведення досліджень по стабілізації процесу наплавлення плющенкою.

44. Макаренко Н.А. Определение основных закономерностей теплового энергетического баланса и электроэнергетических характеристик плазма-ТИГ процесса // Міжвузівський тематичний збірник наукових праць „Захист металургійних машин від поломок”, Випуск 8, Маріуполь: ПГТУ. – 2005. – С. 264-267.

45. Патент Україна 41617 МКІ В23К9/16 Спосіб плазмо-дугового наплавлення / Чигарьов В.В., Макаренко Н.О., Кондрашов К.О., Грановський О.В. – Заявл. 07.11.2000.№ 2000116281; Опубл. 17.09.2001. Реєстр винаходів 2001, № 8. – 4 с. Особистий внесок: розробка принципової схеми установки.

46. Патент Україна № 41618 МКІ В23К9/00 Зварювальна установка / Чигарьов В.В., Макаренко Н.О., Кондрашов К.О., Грановський О.В – Заявл. 07.11.2000. №2000116282; Опубл. 17.09.2001. Реєстр винаходів 2001, № 8.- 4 с. Особистий внесок: обґрунтування і рекомендації з вибору трансформатора.

47. Патент Україна №47627А МКІ В23К10/10 Установка плазмового наплавлення / Чигарьов В.В., Макаренко Н.О., Кондрашов К.О., Грановський М.О. – Заявл. 15.05.2001 №2001053573; Опубл. 15.07.2002. Реєстр винаходів 2002, № 7. – 4 с. Особистий внесок: рекомендації з вибору конструктивних особливостей установки з метою забезпечення непрожогу оболонки порошкового дроту.

48. Патент УкраЇна №48383А МКІ В23К9/16 Установка для плазмового зварювання и наплавлення / Чигарьов В.В., Корнієнко О.М., Макаренко Н.О., Грановський О.В., Кондрашов К.О. – Заявл. 28.05.2001 №2001053575; Опубл. 15.08.2002. Реєстр винаходів 2002, № 8. – 5 с. Особистий внесок: доробка конструкції установки, розробленої в співавторстві.

49. Патент Україна №58462А МКІ В23К9/04. Установка для плазмового наплавлення / Чигарьов В.В., Макаренко Н..О., Кондрашов О.В., Грановський О.В., Грановський М.О. – Заявл. 24.12.2002 №20021210534; Опубл. 15.07.2003. Реєстр винаходів 2003, № 7. – 5 с. Особистий внесок: доробка конструктивних особливостей різних вузлів схеми керування тиристорами з метою забезпечення одержання крутоспадної характеристики.

50. Порошковая проволока: А.с. 1394608 СССР, МКИ В23К35/368 / В.М.Карпенко, А.Н. Корниенко, Н.А.Макаренко, А.В.Грановский (СССР). - №4119864/34-27; Заявл. 30.06.86; Опубл. 30.06.88, Бюл. 12. – 4 с. Особистий внесок: дослідження впливу введення до складу шихти порошкового дроту фтористого барію на формування наплавленого шару (зменшення його пористості) при зварюванні і наплавленні алюмінію.

51. Порошковая проволока для плазменной наплавки с аксиальной подачей плавящегося электрода: А.с. 1545430 СССР, МКИ В23К35/368 / В.Т.Катренко, П.А.Гавриш, А.В.Грановский, Н.А.Макаренко (СССР). - №4448412/31-27; Заявл. 27.06.88; Опубл. 30.08.90, Бюл. №12 – 4 с. Особистий внесок: обґрунтування і оптимізація порошкового дроту з метою зниження глибини проплавлення.

52. Макаренко Н. А. Плазмово-дугове зварюванння: технологічні особливості і економічні аспекти // Тр. Междунар. Конф. «Сварка и родственные технологии 2002». – Киев: ИЭС им.Патона, 2002. – С. 35.

53. Макаренко Н.А. Разработка и исследование наплавочного материала для плазменной наплавки алюминия // П Всеукраинская науково-технічна конференція молодих вчених та спеціалістів “Зварювання та суміжні технології”. – Київ: ІЕЗ ім. Патона, 2003. – С.64.

54. Макаренко Н.А. Методика исследования силового воздействия плазменно-газового потока // Труды Международной конференции «Современные проблемы сварки и ресурса конструкций». – Киев. – 2003. – С.42.

55. Макаренко Н.А. Плазменно-дуговая наплавка силуминовых поршней двигателей внутреннего сгорания // Труды 9-й Международной научно-практической конференции «Организация и технологии ремонта машин, механизмов, оборудования». – Киев. – 2001. – С.67.

Примітка: Крім того, здобувачем отримано (у співавторстві) 9 авторських посвідчень СРСР на винахід (період 1986-1991рр.), які додатково висвітлюють дану дисертаційну роботу. Це: А.с. №№1582491, 1575477, 1598361, 1582528, 1600180, 1676175, 1598362, 1564879, 1540173.