Самые знаменитые изобретатели России - Сергей Истомин

В результате проведённых изысканий было, например, установлено, что электросварку можно применять и в конструкциях, испытывающих не только статические, но и динамические нагрузки.

Работы, выполненные Патоном вместе с его учениками и сотрудниками в 1930-х гг., посвящённые исследованию прочности различных сварных конструкций, изысканию конструктивных форм, оптимально отвечающих условиям сварки, сыграли исключительно важную роль в разрешении наиболее актуальных вопросов в области проектирования сварных металлических конструкций. Эти работы обосновали и облегчили переход в нашей стране от клепаных конструкций к сварным.

В 1930-х гг. Патон опубликовал первые монографии, в которых обобщил основные принципы расчёта и проектирования сварных конструкций.

Объём работ кафедры инженерных сооружений и Электросварочного комитета вскоре настолько расширился, что в конце 1933 г. Патон поставил вопрос об организации на базе этих учреждений Научно-исследовательского института электрической сварки Академии наук УССР, который стал первым в мире крупным центром исследовательских работ в этой области. Е. О. Патон стал бессменным руководителем института до конца своей жизни.

Особое внимание Патон уделял процессам механизации и автоматизации электросварки, создавая сварочные автоматы и полуавтоматы. Уже в начале 1932 г. под руководством Патона была разработана автоматическая сварочная головка для сварки открытой дугой. Нужно заметить, что автоматы для дуговой электросварки начали использоваться за границей (особенно в США и Германии) гораздо раньше, чем у нас, но они отличались большой громоздкостью и сложностью и были недостаточно надёжны в работе. Патон отказался от копирования заграничных образцов. Сварочные автоматы отечественной конструкции по своим технико-экономическим качествам, по портативности и манёвренности впоследствии намного превзошли лучшие заграничные образцы.

Очень большое значение имели исследовательские работы по технологии сварки, проводимые под руководством Патона в первые годы её внедрения. По мере расширения области применения электросварки всё более жесткими становились требования к сварному шву (в первые годы к сварному шву предъявлялось лишь одно требование — прочность). Это заставило самым серьёзным образом изучить явления, происходящие в сварочной дуге, а также выявить причины изменения структуры металла шва и влияния этого изменения на химические и физические свойства. В результате был получен ряд электродных обмазок, давших возможность получать металл шва требуемого качества.

Патон понимал, что для получения максимального эффекта недостаточно автоматизировать только собственно процессы дуговой сварки, необходимо механизировать и вспомогательные операции в сварочном производстве. Поэтому в Институте электросварки под руководством Патона были разработаны различные устройства, позволяющие механизировать весь комплекс сварочных работ при изготовлении балок, сосудов, колонн и других металлических конструкций.

В 1938 г. началось серийное изготовление при помощи автоматической сварки открытой дугой, разработанной Е. О. Патоном и институтом, железнодорожных цистерн, паровых котлов, речных судов, вагонов и т. д.

Но скоро стало очевидно, что ресурсы дальнейшего повышения производительности автоматов, в силу специфики процессов сварки открытой дугой, исчерпаны. Нужен был принципиально новый вид автоматической сварки, который позволил бы внести качественные изменения в металлургические процессы, протекаюшие при дуговой сварке. Использовав десятилетний опыт работы Института электросварки, также обобщив результаты исследований, выполненных Н. Н. Бенардосом, Н. Г. Славяновым и др., Патон и группа сотрудников Института в 1939—1940 гг. разработали новый метод — автоматической (или, как её тогда называли, «скоростной») сварки под слоем флюса, получившей известность под названием «метода Патона». Она позволила резко повысить производительность (в 5—12 раз по сравнению с производительностью ручной сварки) и улучшить качество сварных соединений. Повышение производительности объясняется возможностью значительно увеличить силу тока, а также более эффективно по сравнению с ручной электросваркой использовать тепло сварочной дуги. Качество сварных соединений повышалось главным образом за счёт надёжной защиты расплавленного металла от вредного воздействия кислорода и азота воздуха.

В 1940 г. вышла монография Патона «Автоматическая сварка голым электродом под слоем флюса».

В том же 1940 г. было принято специальное постановление о широком внедрении такого вида сварки в народное хозяйство. Руководство работами по внедрению изобретения было возложено на Е. О. Патона, назначенного государственным советником при Совнаркоме СССР.

Автоматическая сварка под флюсом, за разработку которой Е. О. Патон получил Государственную [Сталинскую] премию, очень быстро нашла широкое применение на крупнейших заводах, при изготовлении железнодорожных цистерн, паровых котлов, строительных металлоконструкций, судовых корпусов и т. д.

Метод автоматической сварки под флюсом Патона в буквальном смысле произвёл революцию в промышленности и строительстве. Изменился облик многих заводов, отдельных отраслей промышленности. В ряде случаев было осуществлено поточное производство сварных конструкций и изделий. Например, автоматическая сварка под флюсом в корне изменила технологию производства стальных тонкостенных труб большого диаметра (необходимых для сооружения магистральных трубопроводов), технологию строительства судов, технологию изготовления котлов и резервуаров...

Особенно широкое распространение получила автоматическая сварка под флюсом в годы Великой Отечественной войны.

Когда началась война, Патону был 71 год. Институт электросварки эвакуируется на Урал, и дни и ночи Патон проводит на крупнейшем танкостроительном заводе. Вместе с работниками завода сотрудники Института электросварки под руководством Патона в кратчайший срок организовали впервые в истории сварочной техники поточное производство танковых боекорпусов. Применялась сварка под флюсом так же при изготовлении других видов вооружения и боеприпасов.

Одновременно Патон разрабатывал технологию сварки специальных сталей, а также уделял большое внимание исследованию физической сущности сварочных процессов, изысканию новых флюсов конструированию более совершенной аппаратуры и т. д. Всё это сделало автоматическую сварку одним из основных технологических процессов в оборонной промышленности.

«Тесное сотрудничество с заводами, — писал впоследствии Е. О. Патон, — заставило нас действовать быстрее, энергичнее и гораздо инициативнее. За три года войны Институт выполнил работу, на которую в мирных условиях ушло бы 8—10 лет».

За большой вклад, внесённый Патоном в обороноспособность страны, в 1943 г. ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда. В декабре 1943 г. Патон подаёт заявление о приёме в КПСС и становится коммунистом в 1944 г., без прохождения кандидатского стажа.

Институт Патона возвращается в освобожденный Киев и приступает к выполнению решений Государственного Комитета Обороны о широком внедрении автоматической сварки на восстанавливаемых заводах в освобождённых районах страны.

В результате проведённых исследований были предложены новые марки флюсов и электродной проволоки для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, организовано их массовое производство и всесторонне изучено влияние, оказываемое элементами сварочного режима на форму и состав металла сварного шва. Эти исследования стали основой для разработки форсированных режимов сварки, применённых впоследствии при изготовлении труб большого диаметра для магистральных трубопроводов и при освоении высокопроизводительных способов наплавки изношенных деталей машин.

В феврале 1945 г. Е. О. Патон был избран вице-президентом Академии наук УССР. В марте этого же года в связи с 75-летие со дня его рождения институту электросварки было присвоено имя Е. О. Патона.

В 1945—1950 гг. Патон руководил созданием и внедрением новых способов сварки — полуавтоматической, скоростной двумя дугами, контактной, вертикальной с принудительным формированием шва, а также разработкой технологии сварки углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и нового способа строительства сварных нефтерезервуаров большой ёмкости.

Огромная работа Патона в области механизации сварочных работ в монтажных условиях привела к созданию способа сварки вертикальных швов с принудительным формированием, последующим логическим развитием которого явилась разработка принципиально нового высокопроизводительного способа сварки — электрошлаковой сварки. Под руководством Е. О. Патона были проведены первые успешные исследования по сварке в углекислом газе.