Un debole per l'heavy metal

L'ingegnere di saldatura Audrey Vichard descrive i vantaggi della costruzione di componenti durevoli e di alta qualità per gli esperimenti al CERN e oltre.

La saldatura è la tecnica di fondere due materiali, spesso metalli, riscaldandoli fino al punto di fusione, creando un'unione senza soluzione di continuità. La padronanza dei materiali coinvolti, la meticolosa cautela e la notevole stabilità sono elementi integranti delle competenze di un abile saldatore. Fondamentale è anche la capacità di adattarsi a varie situazioni, come la saldatura meccanizzata o manuale. Il ruolo di Audrey Vichard come ingegnere di saldatura nel gruppo di ingegneria meccanica e dei materiali (MME) del CERN comprende una guida tecnica completa nel campo della saldatura. Valuta le metodologie, migliora il processo di saldatura, sviluppa soluzioni innovative e garantisce la conformità agli standard e alle procedure globali. Questa fusione di compiti consente l'esecuzione efficace di progetti complessi per gli acceleratori e gli esperimenti del CERN. "È una sorta di arte", afferma Audrey. “Sono necessari anni di formazione per ottenere saldature di alta qualità.”

Audrey è una delle più recenti aggiunte al gruppo MME, che fornisce alla comunità del CERN soluzioni ingegneristiche specifiche che combinano progettazione meccanica, fabbricazione e scienze dei materiali per componenti di acceleratori e rilevatori fisici. È entrata a far parte della sezione di formatura e saldatura come borsista nel gennaio 2023, dopo aver precedentemente studiato metallurgia presso la scuola di ingegneria del Polytech Nantes in Francia. “Mentre ero a scuola, ho fatto uno stage a Tolone, dove costruiscono sottomarini per l'esercito. Ero in gruppo con un saldatore, che mi ha trasmesso la sua passione per la saldatura, soprattutto se applicata in applicazioni impegnative.

Ciò che distingue la saldatura al CERN è la varietà dei materiali utilizzati e gli ambienti a cui devono resistere le parti finite. La radioattività, l'alta pressione, il vuoto ultraelevato e le temperature criogeniche sono tutti fattori a cui sono esposti i materiali. L'acciaio inossidabile è il materiale più utilizzato, afferma Audrey, ma entrano in gioco anche materiali più rari come il niobio. “Non si trova realmente il niobio per la saldatura al di fuori del CERN: è molto specifico, quindi è interessante e stimolante studiare le saldature del niobio. Per mantenere la purezza di questo materiale in particolare, dobbiamo applicare uno speciale processo di saldatura sotto vuoto utilizzando un fascio di elettroni”. Lo stesso vale per il titanio, che è un materiale d’elezione per la sua bassa densità e le elevate proprietà meccaniche. Attualmente è in fase di studio per il beam dump HL-LHC di prossima generazione. Che si tratti di acciaio, titanio, rame, niobio o alluminio, ogni materiale ha un comportamento metallurgico unico che influenzerà notevolmente il processo di saldatura. Per soddisfare le rigorose condizioni operative per tutta la vita dei componenti, i parametri di saldatura vengono sviluppati di conseguenza e sono essenziali un controllo rigoroso della qualità e della tracciabilità.

"Sebbene sia compito dei fisici del CERN ideare le macchine innovative di cui hanno bisogno per spingere ulteriormente la conoscenza, è uno scambio interessante imparare gli uni dagli altri, destreggiandosi tra oggetti ideali e realtà industriali", spiega Audrey. “È una questione di adattamento. I fisici vengono qui e spiegano di cosa hanno bisogno e poi vediamo se è fattibile con le nostre macchine. In caso contrario, possiamo adattare il design o il materiale e i fisici di solito sono piuttosto aperti al cambiamento”.

Visitando l'officina principale del CERN – che è stato uno dei primi edifici del CERN ed è in servizio dal 1957 – Audrey è una delle poche donne presenti. “Siamo un gruppo di donne che si diplomano come International Welding Engineers (IWE). Sono orgoglioso di far parte della più ampia comunità scientifica e di promuovere il mio lavoro in questo ambito, storicamente dominato dagli uomini”.

I fisici vengono qui e spiegano di cosa hanno bisogno e poi vediamo se è fattibile con le nostre macchine

Nel laboratorio principale del CERN, Audrey è, insieme ai suoi colleghi, membro del team di esperti di saldatura. “Il mio compito quotidiano è supportare le attività di saldatura per gli attuali progetti di fabbricazione in tutto il CERN. In una giornata tipo, posso passare dall'esecuzione di ispezioni visive delle saldature in officina alla supervisione della qualità della saldatura, alla consulenza alla comunità del CERN secondo gli standard più recenti, alla partecipazione a grandi progetti di ricerca e sviluppo e, come esperto di saldatura, alla consulenza alla comunità del CERN. in settori quali il quadro della direttiva sulle attrezzature a pressione.”