Слабое место для хэви-метала

Инженер по сварке Одри Вишард описывает преимущества создания высококачественных и долговечных компонентов для экспериментов в ЦЕРНе и за его пределами.

Сварка — это метод соединения двух материалов, часто металлов, путем нагревания их до температуры плавления, образуя бесшовное соединение. Владение используемыми материалами, тщательная осторожность и замечательная уравновешенность являются неотъемлемыми элементами навыков опытного сварщика. Также важна способность адаптироваться к различным ситуациям, например, к механизированной или ручной сварке. Роль Одри Вишард в качестве инженера-сварщика в группе машиностроения и материаловедения (MME) ЦЕРН включает в себя комплексное техническое руководство в области сварки. Она оценивает методологии, совершенствует процесс сварки, разрабатывает инновационные решения и обеспечивает соответствие мировым стандартам и процедурам. Такое объединение задач позволяет эффективно выполнять сложные проекты ускорителей и экспериментов ЦЕРН. «Это своего рода искусство», — говорит Одри. «Для достижения высококачественных сварных швов необходимы годы обучения».

Одри — одно из новейших участников группы MME, которая предоставляет сообществу ЦЕРН конкретные инженерные решения, сочетающие в себе механическое проектирование, производство и материаловедение для компонентов ускорителей и физических детекторов. Она присоединилась к секции формовки и сварки в качестве научного сотрудника в январе 2023 года, ранее изучая металлургию в инженерной школе Политехнического института Нанта во Франции. «Во время учебы в школе я проходил стажировку в Тулоне, где строят подводные лодки для армии. Я был в группе со сварщиком, который передал мне свою страсть к сварке, особенно в сложных условиях».

Что отличает сварку в ЦЕРН, так это разнообразие используемых материалов и условий окружающей среды, которым приходится выдерживать готовые детали. Радиоактивность, высокое давление и сверхвысокий вакуум и криогенные температуры — все это факторы, которым подвергаются материалы. По словам Одри, нержавеющая сталь является наиболее часто используемым материалом, но встречаются и более редкие материалы, такие как ниобий. «Вы не найдете ниобий для сварки за пределами ЦЕРН – он очень специфичен, поэтому изучать ниобиевые сварные швы интересно и сложно. Чтобы сохранить чистоту этого материала, нам приходится применять специальный процесс вакуумной сварки с использованием электронного луча». То же самое относится и к титану, который является предпочтительным материалом из-за его низкой плотности и высоких механических свойств. В настоящее время он изучается для сброса пучка HL-LHC следующего поколения. Будь то сталь, титан, медь, ниобий или алюминий, каждый материал обладает уникальными металлургическими свойствами, которые сильно влияют на процесс сварки. Чтобы обеспечить соблюдение строгих условий эксплуатации на протяжении всего срока службы компонентов, параметры сварки разрабатываются последовательно, поэтому необходим строгий контроль качества и отслеживаемость.

«Хотя работа физиков ЦЕРН заключается в создании инновационных машин, необходимых им для дальнейшего развития знаний, это интересный обмен опытом друг у друга, жонглирование между идеальными объектами и промышленной реальностью», — объясняет Одри. «Это вопрос адаптации. Физики приходят сюда и объясняют, что им нужно, а затем мы смотрим, осуществимо ли это с нашими машинами. Если нет, мы можем адаптировать конструкцию или материал, и физики обычно вполне открыты для изменений».

Одри - одна из немногих женщин, посещающих главный цех ЦЕРН, который был одним из первых зданий ЦЕРН и находился в эксплуатации с 1957 года. «Мы — горстка женщин, получивших диплом международных инженеров-сварщиков (IWE). Я горжусь тем, что являюсь частью большого научного сообщества и продвигаю свою работу в этой области, в которой исторически доминировали мужчины».

Физики приходят сюда и объясняют, что им нужно, а потом мы смотрим, осуществимо ли это с нашими машинами.

В главном цехе ЦЕРН Одри вместе со своими коллегами входит в группу экспертов по сварке. «Моя ежедневная задача — поддерживать сварочные работы в рамках текущих производственных проектов в масштабах ЦЕРН. В обычный день я могу перейти от визуального контроля сварных швов в мастерской к наблюдению за качеством сварки, консультированию сообщества CERN в соответствии с новейшими стандартами, участию в крупных научно-исследовательских проектах и, как эксперт по сварке, консультированию сообщества CERN. в таких областях, как рамки директивы по оборудованию, работающему под давлением».