중금속에 취약한 부분

용접 엔지니어인 Audrey Vichard는 CERN 및 그 이상에서 실험을 위한 고품질의 지속적인 구성 요소를 제작할 때 얻을 수 있는 이점에 대해 설명합니다.

용접은 두 가지 재료(종종 금속)를 녹는점까지 가열하여 융합하여 이음매 없는 결합을 만드는 기술입니다. 관련 재료에 대한 숙달, 세심한 주의 및 뛰어난 안정성은 숙련된 용접공의 기술에 필수적인 요소입니다. 기계 용접이나 수동 용접 등 다양한 상황에 적응하는 능력도 필수적이다. CERN의 기계 및 재료 엔지니어링 그룹(MME)의 용접 엔지니어인 Audrey Vichard의 역할은 용접 영역의 포괄적인 기술 지침을 포괄합니다. 그녀는 방법론을 평가하고, 용접 공정을 개선하고, 혁신적인 솔루션을 개발하고, 글로벌 표준 및 절차를 준수하는지 확인합니다. 이러한 작업 통합을 통해 CERN의 가속기 및 실험을 위한 복잡한 프로젝트를 효과적으로 실행할 수 있습니다. Audrey는 “이것은 일종의 예술입니다.”라고 말합니다. "고품질 용접을 달성하려면 수년간의 교육이 필요합니다."

Audrey는 CERN 커뮤니티에 가속기 구성 요소 및 물리 탐지기를 위한 기계 설계, 제조 및 재료 과학을 결합한 특정 엔지니어링 솔루션을 제공하는 MME 그룹에 최근 추가된 구성원 중 하나입니다. 그녀는 이전에 프랑스 Polytech Nantes의 공과대학에서 야금학을 공부한 후 2023년 1월에 성형 및 용접 부문에 연구원으로 합류했습니다. “학교에 다니는 동안 저는 툴롱에서 군대용 잠수함을 만드는 인턴십을 했습니다. 나는 용접공과 함께 그룹에 속해 있었는데, 그 사람은 특히 까다로운 응용 분야에 적용할 때 용접에 대한 열정을 나에게 물려주었습니다.”

CERN의 용접을 차별화하는 요소는 사용되는 다양한 재료와 완성된 부품이 견뎌야 하는 환경입니다. 방사능, 고압부터 초고진공까지, 극저온은 모두 재료가 노출되는 요인입니다. Audrey는 스테인레스 스틸이 가장 자주 사용되는 재료이지만 니오븀과 같은 희귀한 재료도 사용된다고 말합니다. “CERN 외부에서는 용접용 니오븀을 실제로 찾을 수 없습니다. 이는 매우 구체적이므로 니오븀 용접을 연구하는 것은 흥미롭고 어려운 일입니다. 특히 이 소재의 순도를 유지하려면 전자빔을 이용한 특수 진공 용접 공정을 적용해야 합니다.” 밀도가 낮고 기계적 특성이 높아 선택되는 소재인 티타늄의 경우에도 마찬가지입니다. 현재 차세대 HL-LHC 빔 덤프를 위해 연구 중이다. 강철, 티타늄, 구리, 니오븀, 알루미늄 등 각 재료는 용접 공정에 큰 영향을 미치는 고유한 야금학적 특성을 가지고 있습니다. 부품의 수명 전체에 걸쳐 엄격한 작동 조건을 충족하려면 그에 따라 용접 매개변수가 개발되며 품질 및 추적성에 대한 엄격한 제어가 필수적입니다.

Audrey는 “지식을 더욱 발전시키는 데 필요한 혁신적인 기계를 고안하는 것이 CERN의 물리학자들의 임무이지만 이상적인 물체와 산업 현실 사이를 오가며 서로 배우는 것은 흥미로운 교환입니다.”라고 설명합니다. “적응의 문제입니다. 물리학자들이 여기에 와서 필요한 것이 무엇인지 설명하고 우리 기계로 그것이 가능한지 확인합니다. 그렇지 않다면 우리는 디자인이나 재료를 조정할 수 있으며 물리학자들은 일반적으로 변화에 상당히 개방적입니다.”

CERN의 첫 번째 건물 중 하나이며 1957년부터 사용되어 온 주요 CERN 작업장을 둘러보는 동안 Audrey는 참석한 몇 안 되는 여성 중 한 명입니다. “우리는 국제용접엔지니어(IWE)를 졸업한 소수의 여성입니다. 나는 더 큰 과학 공동체의 일원이 되고 역사적으로 남성이 지배했던 이 영역에서 내 직업을 홍보하게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다.”

물리학자들이 여기 와서 필요한 것이 무엇인지 설명하고 그것이 우리 기계로 가능한지 확인합니다.

CERN의 메인 워크숍에서 Audrey는 동료들과 함께 용접 전문가 팀의 일원입니다. “저의 일상 업무는 CERN 전체의 현재 제작 프로젝트에 대한 용접 활동을 지원하는 것입니다. 평소에는 작업장에서 용접 육안 검사를 수행하는 것부터 용접 품질을 감독하고, 최신 표준에 따라 CERN 커뮤니티에 조언하고, 대규모 R&D 프로젝트에 참여하고, 용접 전문가로서 CERN 커뮤니티에 조언하는 일까지 할 수 있습니다. 압력 장비 지침의 틀과 같은 영역에서.”