Результаты многих работ Бориса Евгеньевича и его сотрудников в области дуговой сварки освещены в монографиях, вышедших под его редакцией: "Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением" (1974) и "Микроплазменная сварка" (1983). Деятельность Бориса Патона свидетельствует о том, что он умеет организовать работу обеспечить институт средствами, добиться достойной оценки работы своих подчиненных. Он, как и его отец, справедливо распределяет полученные блага, поощрят тех, кто хорошо работает. К Борису Евгеньевичу его однокурсники или бывшие сотрудники могут прийти с любой просьбой и независимо от их статуса. Он делает для них все, что может. Сохранил Борис Евгеньевич и отцовский демократизм в общении – между ним и собеседником нет дистанции.
В институте, возглавляемом Патоном, всегда бурлит жизнь, потому что его директор задает невероятный темп работы. Борис Евгеньевич мгновенно реагирует на животрепещущие темы дня, если много дел – может и не обедать. Однажды его спросили: "А сколько вы спите?" – "Мало", – спокойно ответил ученый. Он вообще спокоен и не любит конфликтных ситуаций, но когда они все-таки возникают, то он становится просто удивительно спокойным. Если кто-то наговорит на кого-то, то Патон обязательно приглашает обе стороны и просит их объясниться. Сотрудники знают, что Борису Евгеньевичу нельзя "нашептывать", он справедлив и всегда все расставит по своим местам.
Все работающие с Патоном понимают, что человек он гениальный, из тех, кого называют незаменимыми. Перечень его успехов в науке говорит о том же.
Патон внес большой вклад в развитие контактной стыковой сварки. Работы в этом направлении были начаты еще в 1950 году, а результаты исследований обобщены в монографии "Электрооборудование для контактной сварки. Элементы теории" (1969). Они стали теоретической основой разработки новых технологий, систем управления и оборудования.
Было создано несколько поколений оригинальных машин, не имеющих аналогов в мировой практике, эксплуатирующихся в течение десятков лет во многих странах мира. Среди них – аппараты для сварки рельсов, применение которых дало возможность решить проблему создания бесстыковых "бархатных" рельсовых путей непосредственно при укладке и ремонте пути. Были созданы уникальные комплексы внутритрубных контактных машин "Север" для сварки магистральных трубопроводов диаметром до 1420 мм в климатических условиях Крайнего Севера.
Изучение и оптимизация новых методов соединений позволяет институту создавать и реализовывать технологии сварки новых материалов и на земле, и в космосе, и под водой.
Борис Евгеньевич Патон одним из первых оценил перспективность сварки взрывом. Им были разработаны оригинальные технологии сварки взрывом, нашедшие практическое применение при изготовлении различных изделий, ремонте трубопроводов, находящихся под давлением, на монтаже силовых линий электропередач, кабелей связи.
Использование мощных электронных пучков для нагрева металла при сварке заинтересовало Бориса Евгеньевича еще в 1950-е годы. А в 1987 году под его редакцией вышла монография "Электронно-лучевая сварка".
Уже в первые десятилетия работы Патона на посту президента АН Украины Институт электросварки имени Е. О. Патона добился максимальных успехов и мирового признания.
Бывший министр тяжелого машиностроения СССР С. А. Афанасьев писал: "Ракетные комплексы стратегического назначения созданы в нашей стране с применением большого объема электросварочных работ. Головной организацией, которая их разрабатывала и внедряла, был украинский Институт электросварки им. Е. О. Патона. Его директор, Б. Е. Патон, лично руководил разработкой и внедрением новейших технологических процессов электросварки на днепропетровском Южном машиностроительном заводе (Южмаш). Разрабатывался и четко выполнялся план совместных работ. Эта система себя полностью оправдала и была применена в работе с другими организациями. При контактной сварке шпангоутов прочность сварного шва и основного металла была практически близка (ракета "Протон"). Американцы, будучи на этом заводе, когда подошли к цеху сварки, стали вдруг делать зарисовки и записи в своих книжках. И говорили: "Это грандиозно, у нас такого нет!"
Колоссальная заслуга Б. Е. Патона в том, что ни одна ракета, стоящая на боевом дежурстве, не потекла, в том числе и "Сатана" Р-36. Так был создан ракетно-ядерный щит нашей родины".
Идея применения сварки при монтаже металлических конструкций в космическом пространстве привлекла Бориса Евгеньевича и была горячо поддержана Генеральным конструктором академиком Сергеем Павловичем Королевым еще в первой половине 1960-х годов. Подготовительные работы включали в себя создание и проверку аппаратуры и способов сварки на самолете-лаборатории в условиях кратковременной динамической невесомости. На выполнение первого этапа работы ушло пять лет.
16 октября 1969 года в ходе полета космического корабля "Союз-6" летчики-космонавты Г. Шонин и В. Кубасов впервые в мировой практике осуществили сварку и резку металла в космосе. Проводился он с помощью созданной в Институте электросварки установки "Вулкан", позволявшей вести сварку различными способами: электронным лучом, плазменной дугой и плавящимся электродом. И все эти опыты проводились в космосе в автоматическом режиме. Благодаря этому эксперименту открылась возможность применения сварки при монтаже металлоконструкций в космическом пространстве и проведении необходимых ремонтных работ.
Вскоре был сделан следующий шаг в развитии космической технологии. Институт разработал новую установку – "Испаритель". С ее помощью в условиях невесомости и забортного вакуума в автоматическом режиме методом термического испарения и конденсации веществ наносились тонкопленочные металлические покрытия на образцы из конструкционных материалов.
Космонавты В. Рюмин и В. Ляхов в 1979 году, затем А. Попов и В. Рюмин в 1980-м и, наконец, в следующем, 1981 году В. Коваленок и В. Савиных на борту станции "Салют-6" провели эксперименты, подтвердившие высокую эффективность использования установки "Испаритель", что позволило создать так называемый универсальный ручной инструмент (УРИ). Разработанный и изготовленный в Институте электросварки, он позволил впервые в мире производить сварку, резку, пайку и напыление металла в открытом космосе.
Сложнейший эксперимент удался. Так было положено начало эре космических технологий в области сварки материалов.
В 1984 году космонавты С. Е. Савицкая и В. А. Джанибеков провели испытания УРИ в открытом космосе. Этим экспериментом начался цикл систематических многоцелевых исследований и экспериментов по отработке конструкционных элементов и технологии сооружения крупногабаритных орбитальных конструкций и объектов.
Светлана Савицкая позже писала: "Я благодарна судьбе за счастье работать с Патоном! Наше государство хотя и распалось, но сердцами мы люди одной страны. Борис Евгеньевич Патон – наша общая гордость. Он символ всего наилучшего, что было в нашей науке и нашей жизни".
А вот что сказал о Патоне Владимир Джанибеков: "Прожить такую большую и напряженную жизнь, какая выпала на долю Бориса Евгеньевича Патона, очень непросто. Он был свидетелем огромных изменений в стране и активно участвовал в них. И при этом сохранил в себе удивительные человеческие ценности, веру в будущее – уже только это поднимает его над многими другими людьми. Всегда удивляюсь его умению слушать, не делать сразу каких-то преждевременных заключений. Он обладает уникальной способностью проникать в самую суть идей. Я поражен его интеллигентностью, и вместе с тем за внешней скромностью характера в нем угадывается колоссальная сила воли, настойчивость, а иногда, может, даже и жесткость. Возможно, ему везло с помощниками, но он всегда умел собирать команду, которая помогала ему сделать, казалось бы, невозможное".
Умение собрать команду и сделать невозможное – еще одна удивительная черта Патона, проявившаяся и в его космических исследованиях. Возможно, именно благодаря ей, в 1986 году в космосе была построена конструкция в виде разборной фермы (эксперимент "Маяк"). Впервые была проведена пайка узлов ферменных конструкций, создан агрегат для раскрытия и сборки солнечных батарей многоразового использования орбитальной станцией "Мир".
Не многие знают, что Патоны – космическая фамилия еще и потому, что таким именем в честь выдающихся ученых – отца и сына – астрономы назвали астероид 27–27.
Борис Евгеньевич так вспоминает о начале работы над космическими проектами: "Институт электросварки практически с самого начала космической эры участвовал в разработке и осуществлении ряда проектов, связанных с космосом. Но все кардинально изменилось после одного звонка по городскому телефону. Я поднял трубку и услышал: "С вами говорит Королев Сергей Павлович. Я знал вашего батюшку, когда учился в Киевском политехническом. – Он именно так и сказал: "батюшку". – А от вас хочу получить помощь". Оказывается, в честь запуска первого спутника в 1957 году в Москве решили установить стелу из соединенных сваркой титановых листов. Королев опасался, что под летним солнцем конструкция будет накаляться и ее "поведет". Я ему пообещал: "Разберемся и все сделаем, как нужно". Стела, между прочим, стоит до сих пор. Потом мы неоднократно встречались с Королевым в Москве".
Борис Евгеньевич отзывался о Сергее Королеве как о человеке огромного таланта, который быстро загорался новой идеей и потом делал все, чтобы довести ее до воплощения. Патон так вспоминает о своих встречах с Сергеем Павловичем: "У Королева было два кабинета: большой, где проходили заседания совета конструкторов, и значительно меньший, в котором он работал. Мы встречались с ним обычно в меньшем. Там я впервые услышал от него, что ступени, которые отстреливаются от ракеты во время ее полета, нужно использовать. Например, строить из них в космосе теплицы для выращивания овощей, необходимых для космических экипажей. Это была идея Королева, которой он поделился со мной. И тут же нарисовал на доске, какой ему видится будущая конструкция.
После нашего знакомства я начал уговаривать его заняться сваркой в открытом космосе. Долго уговаривать не пришлось. Идея показалась Сергею Павловичу очень интересной. Увлекся ею и Гагарин, с которым меня познакомил Королев. Научившись сваривать в космосе, можно было доставлять на орбиту узлы, элементы, материалы и создавать из них новые конструкции, а также проводить в космосе необходимые ремонты.
После того как Королев публично заявил: "Будет у нас и сварка, и многое другое", – мы взяли эти слова в рамочку, и они для Института электросварки стали путеводной звездой. Мы сразу приступили к разработке оборудования. И уже был выполнен в октябре 1969 года Валерием Кубасовым и Георгием Шониным первый эксперимент по сварке металлов в космосе. А сварка в открытом космосе была осуществлена в июле 1984-го Светланой Савицкой и Владимиром Джанибековым. С помощью электронно-лучевой пушки "Универсал" стало возможным варить, резать, паять и напылять защитные экраны, которые быстро изнашиваются в полете. Светлана, выйдя в открытый космос, начала эту работу. В этом случае даже упрямые скептики должны были убедиться в том, что выполнять такие работы по нашей технологии и с нашей техникой могут практически все космонавты, получившие соответствующую подготовку. Потом Джанибеков стал на ее место и завершил операцию. Мы доказали, что сварка в космосе возможна".
Еще в 1964 году Борис Евгеньевич Патон писал: "Пытаясь представить себе сварку в межзвездном пространстве, мне бы в первую очередь хотелось заглянуть в будущее и на самой нашей планете. Ведь сварка зародилась в наших земных условиях, и здесь ей предстоит достичь невиданных высот.
Впрочем, почему я говорю "сварка"? Уже сейчас она все больше и больше смыкается со склеиванием, когда устанавливается связь между "чужими" атомами в металлах без их предварительного расплавления. В этих случаях термин "сварка" будет звучать как анахронизм.
Генеральное направление развития сварки – отказ от расплавления металла и все более широкое использование ультразвуковых колебаний, сил трения, энергии взрыва. Однако это не означает, что расплавление металла будет вовсе исключено из сварки. Наряду с дугой, электронными и световыми лучами, найдут применение также ионный луч, раскаленная плазма.
Сейчас широко применяется новый вид сварки концентрированным потоком электронов в вакууме, так называемая электронно-лучевая сварка. Невиданная ранее концентрация энергии позволяет проплавлять "кинжальным" швом металл огромной толщины.
Абсолютная равнопрочность сварки позволит конструкторам соединить новые материалы для космических кораблей. Прочные соединения металлов с керамикой, металлов с пленками (для самогерметизации) – вот над чем предстоит работать ученым. И это не какие-то отдаленные проекты. В настоящее время в условиях лабораторий существует теоретическая возможность сваривать все металлы между собой в различных комбинациях, а также сваривать металлы с неметаллами.
…Писатели-фантасты в своих произведениях любят описывать острые моменты, когда даже маленькие осколки метеоритов пробивают обшивки космических кораблей. И если в один из отсеков все-таки попадет метеорит, то в ликвидации аварии космонавтам поможет механический робот-сварщик. Электронные операторы в сотые доли секунды определят уровень аварии, вычислят по скорости падения давления размер поражения, мгновенно дадут задание роботу-сварщику. Еще большая роль работам данного профиля будет отводиться при постройке всех без исключения космических объектов.
Как видите, сварка призвана сыграть большую роль в завоевании космоса. В мире будущего она займет достойное место среди других творений человеческого разума".
Результаты многолетних исследований в области космических технологий были опубликованы в монографии Б. Е. Патона и В. Ф. Лапчинского "Welding in Space and Related Technologies", изданной в 1997 году издательством "Cambridge International Science Publishing" (Великобритания), переведенной на японский язык и изданной издательством "Sahpo" (Япония), а также обобщены в сборнике "Космос: технологии, материаловедение, конструкции", изданном в 2000 году Институтом электросварки им. Е. О. Патона под редакцией Б. Е. Патона.
Оценивая вклад Б. Е. Патона в развитие космической программы СССР, Генеральный конструктор ракетно-космических комплексов НПО "Энергия" академик Российской академии наук Ю. П. Семенов, многие годы работавший вместе с Королевым, писал: "Б. Е. Патон входит в великую плеяду советских ученых и конструкторов, благодаря которым СССР в годы своего существования был могучей и великой державой. Я работал с Келдышем, Королевым, Яковлевым, Туполевым. Б. Е. Патон принадлежит к этой плеяде. Он внес неоценимый вклад в науку и практику сварки. Благодаря ему мы впервые в мире вышли на космические технологии, осуществили первый эксперимент сварки в космосе.
Б. Е. Патон уникален и как человек. Он добр, порядочен, отзывчив, готов всегда помочь людям. Б. Е. Патон – выдающийся ученый XX столетия. Его характерная особенность, уникальное качество – претворять идеи в жизнь. Он поднялся от традиционных сварочных технологий, заложенных отцом, до космических высот – уникальных космических технологий. В 50-е годы вместе с С. П. Королевым связал судьбу с НПО "Энергия".
Мы познакомились 30 лет назад, когда он сделал большой вклад в создание ракеты Н-1 (для освоения Луны) по сварке больших емкостей из алюминия. Очень много он сделал для кораблей "Союз", "Прогресс". Руководил работами по созданию уникальных устройств для реализации космических технологий.
Сейчас в ИЭС имени Е. О. Патона разрабатывается система средств для строительства в космосе. Наши личные творческие взаимоотношения, несмотря на распад СССР, продолжаются. Готовится новое поколение аппаратов, реализующих ракетно-космические технологии".
Интересным и плодотворным было сотрудничество Бориса Патона с еще одним великим ученым – с Игорем Курчатовым: "Однажды я попал к Игорю Васильевичу Курчатову, – вспоминал Борис Евгеньевич. – И связано это было с термоядом, с токомаком. Ему нужен был шар. Если это было нужно Курчатову, то выполнялось мгновенно. Меня вызвали в Москву. Я приехал к Курчатову. Принял он меня как родного, хотя до этого мы никогда не встречались. Рассказал, что его кабинет на втором этаже, но врачи ему запретили подниматься туда. И тогда ему сделали лифт… Он, как всегда, с прибаутками рассказал о том, что ему нужен шар. Я заверил, что сделаем. "А как?" – спрашивает. Я объясняю, что отштампуем две половинки, а потом их сварим. "А где же отштампуете?" – интересуется. Рассказываю, что у нас давние и добрые отношения с ЗИЛом, там директор Павел Дмитриевич Бородин. Курчатов смеется: "Это же мой приятель!" Поехал от Курчатова к Бородину, мы с ним тут же договорились. Но скоро Курчатов умер… Шар для установки мы все-таки сделали, но термояда пока нет, и неизвестно, когда он будет".
Еще с 1960-х годов внимание Бориса Евгеньевича привлекала вычислительная техника как основа для создания систем управления сварочными процессами.
В начале 1970-х годов под его руководством были созданы первые образцы таких систем, использующих экспериментально-статистические модели сварочных процессов. Интенсивное развитие работ в этом направлении привело к созданию автоматических систем управления сварочными процессами, установками и механизированными линиями с применением микропроцессорной техники, а также системы автоматизированного контроля качества сварных соединений.
В своей научной деятельности Борис Евгеньевич уделяет большое внимание проблемам создания экономичных, надежных и долговечных сварных конструкций. Под его руководством выполнен большой комплекс фундаментальных и прикладных исследований в области статической и циклической прочности сварных соединений, их сопротивления хрупким и усталостным разрушениям, работоспособности в условиях низких температур.
Результаты проведенных исследований послужили основой для разработки нормативных документов по проектированию и изготовлению сварных узлов металлоконструкций ответственного назначения. Созданы новые типы высокоэффективных сварных строительных конструкций, пролетные строения автодорожных и железнодорожных мостов, тяжело нагруженные конструкции горно-металлургического комплекса, уникальные конструкции преобразуемого объема и многие другие.
Результатом исследований и разработок в области строительных сварных конструкций, выполненных учеными Института электросварки, стало создание ряда выдающихся сооружений. К ним, прежде всего, относится уникальный цельносварной мост им. Е. О. Патона через Днепр. Принципы, подходы и конструктивно-технологические решения, которые были отработаны при его создании, открыли дорогу широкому использованию сварки в мостостроении.
Опыт строительства моста им. Е. О. Патона был использован при сооружении мостов через Днепр: Южного, Московского, Гаванского, автодорожного и железнодорожного, а также Подольско-Воскресенского мостового перехода в Киеве и мостов в Днепропетровске и Запорожье, моста через реку Смотрич в Каменце-Подольском.