Badaniami dotyczącymi procesu napawania zajął się w swojej rozprawie doktorskiej mgr inż. Wiesław Czapiewski. Autor sprawdzał, jak parametry procesu oraz sposób układania kolejnych ściegów wpływają na jakość i twardość nowej powierzchni oraz na jej właściwości użytkowe. Wnioski z tej pracy mogą mieć wpływ na dalszy rozwój technologii.

Obrona rozprawy odbyła się we wtorek (29 września 2026 r.) na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Energetyki Politechniki Koszalińskiej. Komisji doktorskiej przewodniczył dyrektor Szkoły Doktorskiej Politechniki Koszalińskiej, dr hab. inż. Łukasz Bohdal, prof. PK. Tytuł rozprawy brzmi: „Badania wpływu parametrów i warunków procesu napawania na jakość technologiczną warstw napawanych i ich wybrane właściwości użytkowe”. Praca została przygotowana w ramach dyscypliny Inżynieria mechaniczna (dziedzina nauk inżynieryjno-technicznych). Funkcję promotora pełnił prof. dr hab. inż. Jarosław Plichta.

Rozprawa wpisuje się w nurt badań związanych z poszukiwaniem najwłaściwszych rozwiązań technologicznych dotyczących procesu napawania, zarówno na nowych elementach, jak i regenerowanych, które mają w założeniu wydłużyć czas eksploatacji elementów maszyn. Autor był doktorantem Szkoły Doktorskiej Politechniki Koszalińskiej, a temat, którego podjął się w pracy badawczej, wynikał z jego własnych doświadczeń zawodowych. – Pracuję w firmie zajmującej się techniką samochodową. Często w naszej praktyce mamy kłopot ze zdobyciem części zamiennych. wykorzystujemy napawanie jako metodę regeneracji zużytych części – tłumaczył tuż po obronie.

Przygotowana rozprawa doktorska skupia się na optymalizacji procesu napawania trudnospawalnej, samohartującej się stali chromowo-molibdenowej. Wyzwaniem było stworzenie ilościowego modelu, który pozwoli sterować parametrami procesu (m.in. natężenia prądu, napięcia prądu, prędkości napawania, prędkości podawania elektrody) w celu jednoczesnej minimalizacji wprowadzanego ciepła, głębokości wtopienia i twardości strefy wpływu ciepła, przy maksymalizacji wymiarów i twardości samej napoiny.

Po analizie literatury i badaniach rozpoznawczych doktorant przeprowadził zaawansowane eksperymenty przy użyciu robota przemysłowego. Pozwoliło to na unikalny pomiar parametrów elektrycznych i innych parametrów w czasie rzeczywistym i odniesienie ich do stanu rzeczywistego. Autor badań testował przy tym trzy różne rodzaje elektrod, tworząc wielowarstwowe napoiny. W następnym etapie w laboratorium uczelni wykonał szczegółowe badania trybologiczne napawanych warstw pod kątem odporności na ścieranie.

Efektem jest opracowanie autorskiej metodyki badawczej oraz matematycznego modelu ilościowego procesu dla wielu zmiennych. Umożliwia on pełną kontrolę nad procesem napawania oraz precyzyjne przewidywanie właściwości geometrycznych i wytrzymałościowych uzyskanej powierzchni na podstawie zadanych parametrów sterowalnych.

Wyniki mają wysoki potencjał utylitarny. Model może być wdrożony w przemyśle do optymalizacji i regeneracji części maszyn. Dodatkowo praca otwiera drogę do rozwoju technologii przyrostowych (druku 3D) metodą napawania warstwowego, co może stanowić fundament pod dalsze badania naukowe.

Praca uzyskała pozytywną opinię recenzentów. Byli nimi: prof. dr hab. inż. Jacek Słania z Politechniki Częstochowskiej, dr hab. inż. Jacek Górka, profesor Politechniki Śląskiej; dr hab. inż. Leszek Łatka, profesor Politechniki Wrocławskiej.

Recenzenci podkreślili trafność podjętej tematyki badawczej. Uznali, że prace badawcze zostały zaplanowane w kompetentny sposób, a uzyskane wyniki mogą mieć istotne znaczenie naukowe i utylitarne w zakresie dalszego rozwoju metod związanych z napawaniem wykorzystywanym do regeneracji zużytych części, ale też uszlachetniania powierzchni. Praca jest nowatorska, gdyż, jak podkreślili recenzenci, zagadnienie wpływu warunków technologicznych napawania na właściwości warstw wierzchnich jest dotychczas zbadane w niewielkim stopniu. Podczas publicznej obrony recenzenci pytali doktoranta o szczegóły przeprowadzonych badań, ale też o metody interpretacji uzyskanych informacji.

W rezultacie komisja doktorska jednogłośnie przyjęła publiczną obronę rozprawy doktorskiej. Ostateczną decyzję o nadaniu stopnia doktora podejmie Senat Politechniki Koszalińskiej.

Zdjęcia: Adam Paczkowski/Politechnika Koszalińska