Мистецтво зварювання: українські дослідники поєднують сталь і скульптуру
Коли український скульптор Сергій Мінаков працював над створенням «У майбутнє» — масштабної сталевої композиції із зображенням юнака та дівчини всередині глобуса, — він зіткнувся з проблемою, добре знайомою всім, хто займається зварюванням складних металевих конструкцій: як отримати міцне й акуратне з’єднання, коли доступ до місця зварювання можливий лише з одного боку.
Традиційне дугове зварювання чудово працює у випадках, коли до з’єднання є доступ з обох боків і після виконання робіт можна зняти надлишки металу. Однак для нестандартних стиків, характерних для художніх металевих конструкцій, такий підхід часто є неможливим. Водночас класичне паяння, під час якого елементи з’єднуються за допомогою припою з нижчою температурою плавлення без повного розплавлення основного матеріалу, потребує надзвичайно точного та вузького зазору між поверхнями. Забезпечити це у скульптурних роботах із великою кількістю складних кутів практично неможливо.
Нині докторка Євгенія Чвертко з кафедри технології зварювання Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» спільно з колегами з Національної академії наук України розробили технологію, що поєднує принципи зварювання та паяння — з вражаючими як з естетичної, так і з механічної точки зору результатами.
Запропонований командою метод передбачає використання дуги вольфрамового електрода в середовищі інертного газу для нагрівання кінців сталевих стрижнів до утворення невеликих крапель розплавленого металу. Після цього до них подається мідно-кремнієвий присадковий дріт. Рідкий припій змішується з розплавленою сталлю, заповнює зазор і кристалізується, формуючи механічно міцне та візуально акуратне з’єднання, яке потребує мінімальної подальшої обробки.
Випробування показали, що з’єднання, створені за новою технологією, витримують розтягувальні навантаження до 34,3 кілоньютона — приблизно на 23% більше порівняно зі з’єднаннями, виготовленими традиційними методами. Змішування рідкої сталі та бронзового припою утворює композитну структуру, армовану сталевими волокнами, що значною мірою й забезпечує підвищення міцності.
Технологія вже довела свою ефективність на практиці. Скульптура Сергія Мінакова «У майбутнє» була повністю створена із застосуванням нового методу та відібрана до цифрової колекції Міжнародного інституту зварювання 2023 Digital Collection Welded Art Photographic Exhibition. Для Євгенії Чвертко та її колег мистецтво й інженерія ще ніколи не були настільки гармонійно поєднаними.
Переглянути двохвилинне відео можна за посиланням:
