Українському винахіднику Борису Патону 27 листопада виповнилося б 102 роки. Він є автором понад 400 винаходів і 20 монографій, президентом Національної академії наук, героєм України.
Всі наукові дослідження українця присвячені зварювальним робам, за це Патона і прозвали “батьком зварювання”. Йому належать дослідження і розробки в галузі зварювання в космосі і під водою, впровадження зварювання в медицину і багато іншого. Можна сказати, що саме завдяки його винаходів українська наука досі є передовою за європейськими мірками.
Електрозварювання м’яких тканин
Цей винахід Патона є, мабуть, найвідомішим. Однак він розробляв його не сам, а в колективі з фахівцями інженерного та медичного профілів.
Суть процесу електрозварювання м’яких тканин полягає в поєднанні м’яких тканин в процесі хірургічного втручання за допомогою високочастотного електричного струму. З його допомогою було проведено вже не менше 100 000 подібних успішних операцій.
Сам метод полягає в тому, що хірург за допомогою спеціального апарату ЕК-300М1 стискає електродами пошкоджену ділянку тканини. Після включення струму, який регулюється самим апаратом, а температура в зоні зварювання досягає 60-70°C, тканини з’єднуються шляхом виділення білка. Саме білкова тканина при впливі температури згортається, і таким чином запечатує певну ділянку. Вже через деякий час структура тканини відновлюється і на місці “зварювання” не залишається рубця, як після звичайної операції. Під час застосування електрозварювання наноситься мінімальний опік м’яких тканин. Вона є ще й дешевшим методом, ніж ультразвукова хірургія.
Метод електрозварювання застосовується при проведенні операції на шлунку, сечоводі, маткових трубах, молочних залозах, прямій кишці, носової перегородки та при видаленні гланд.
Сварка в космосі
Патон взявся за розробку апарату, що дозволяє проводити зварювання в космосі в умовах невагомості і вакууму ще в 60-х роках минулого століття. Перед дослідником стояв ряд завдань і складнощів, які потрібно було подолати. Зокрема, умови в космосі значно відрізняються від земних, тому під час зварювання потрібно подолати глибокий вакуум, невагомість, перепад температур, випромінювання, електричні і магнітні поля Землі та інших планет.
Після тривалих досліджень і експериментів Патон прийшов до висновку, що найбільш перспективними для застосування в космосі є електронно-променеве зварювання, зварювання стислою дугою низького тиску і плавиться, а також контактна точкове зварювання.
Першим на орбіту Землі вирушив апарат “Вулкан”. З його допомогою на космічному кораблі вперше провели процес зварювання. Він працював на підставі автоматичних процесів зварювання електронним променем, стислою дугою низького тиску і плавиться.
У відкритому ж космосі перша сварка відбулася в 1984 році, коли використовувався розроблений Патоном “Універсальний ручний інструмент”. Саме з його допомогою Світлана Савицька та Володимир Джанібеков змогли не тільки різати метал в умовах вакууму, а й зварювати його різними типами швів.
Виникнення спеціальної електрометалургії
Електрометалургія має на увазі під собою розплавлення металів за допомогою електрики. Патон же удосконалив цей метод, і так виникла галузь спецметаллургія.
Цей метод включає в себе вакуумну дугову плавку, електронно-променеву плавку, електрошлакового переплавлення і плазмо дугову плавку. З їх допомогою з’явилася можливість розплавити метали з високими механічними властивостями, жароміцних, корозійну стійкість. Їх надалі використовували для космічної, реактивної, атомної галузей, а також хімічного машинобудування.
За допомогою запропонованого Патоном методу переплавляються стали й сплави відповідального призначення, тугоплавкі метали — вольфрам, молібден, ніобій і їх сплави, високореакційні метали — титан, ванадій, цирконій, сплави на їх основі.
М’який шов для Т-34
Метод м’якого шва розроблявся Борисом Євгеновичем в команді з іншими інженерами і під керівництвом його батька Євгена Патона.
Перед вченими було поставлено завдання — зробити броню танків більш стійкою до вибухів снарядів. Багатогодинні випробування показували, що при появі мікроскопічної тріщини в броні після зварювання призводило до її миттєвому руйнуванню від найменшого удару.
Єдиним виходом з цієї ситуації було застосування автоматичного зварювання. Під керівництвом Євгена Патона була розроблена технологія автоматичного зварювання броні під флюсом з електродним дротом. Однак в ній був присутній суттєвий мінус, через якого броня і ставала крихкою, — під час процесу з’єднання металу в місця зварювання потрапляло занадто багато вуглецю, який і робив його схильним до розтріскування.
В такому випадку розв’язання проблеми стало укладання в зазор між краями металу маловуглецевого дроту, яка знизила кількість вуглецю в металі.
Випробування показали, що навіть при прямому влученні снаряда в шов, він застрявав між бронею, але не порушував її цілісність.
Згодом метод зварювання під флюсом назвали “швом Патона”.
Сварка під водою
У 60-х роках Патон почав працювати над проведенням досліджень по зварюванню в польових умовах, на монтажі і під водою. З цією метою було запропоновано використовувати порошковий дріт. В ході розробок було виконано великий комплекс досліджень металургійних і технологічних особливостей цього способу зварювання. Створено ряд самозахисних і газозахисних порошкових дротів різного призначення, організовано виробництво порошкового дроту. Цей напрямок зараз є одним з провідних у світовій зварювальній науці та техніці.
При цьому в цей час він і створив спосіб напівавтоматичного зварювання порошковим дротом під водою. Це дозволило відкрити нові можливості в освоєнні континентального шельфу, зведення та ремонті портових споруд, трубопровідних переходів через річки і інших об’єктів.