Brevet FR2004811A1 — publié le 19691205

On voit fréquemment apparaître sur les rails de chemins de fer et de tramway, après des durées d'exploitation déterminées, des usures ondulatoires des surfaces de roulement et/ou de guidage qui sont parfois appelées "riffles" en raison de leur forme. 5 Ces usures ondulatoires présentent des surfaces et une forme caractéristiques, une crête d'ondulation brillante et dure alternant avec un creux d'ondulation sombre et rugueux. La longueur des ondulations est en général sensiblement de 40 à 55 mm et leur profondeur peut atteindre 0,4 mm. Quand on passe sur des rails pré-10 sentant de telles ondulations, il se produit des bruits extrêmement désagréables et la voiture, en particulier aussi bien les corps de roue que la super structure, entre dans des vibrations qui peu à peu entraîne un détassage du ballast par ébranlement et un desserrage et une forte usure des moyens de fixation. 15 La naissance des usures ondulatoires qui, jusqu'à maintenant, n'a pas été expliquée de façon péremptoire, serait due à un certain nombre de facteurs. On en a par exemple rendu responsables des processus chimiques de frottement entre roue et rail, en liaison avec des vibrations de frottement, des phénomènes de dur-20 cissement et de corrosion sous l'action des températures élevées dues au patinage des roues, des défauts d'homogénéité du rail a-vant sa pose, des caractéristiques mécaniques et des compositions chimiques des bandages de roue et des rails j mais, la seule chose qui semble être sûre, c'est qu'il y a des aciers à rail qui 25 donnent facilement naissance à ces usures ondulatoires, et d'autres aciers qui n'ont pas tendance, ou ont moins tendance à les former. En fonction de tous les facteurs susdits, on a proposé toute une série de mesures pour éviter ou diminuer la formation de ces 30 usures ondulatoires, mais dont aucune n'a donné le résultat cherché. Or, comme il est absolument nécessaire pour des raisons a-coustiques et économiques ainsi que pour des raisons de techniques de circulation d'éliminer ces "riffles", et étant donné qu'on ne disposait pas d'une mesure permettant d'éviter a priori leur for-35 mation, on s'est contenté jusqu'à maintenant de faire disparaître ces ondulations en les rectifiant au moyen de voitures à rectifier les rails spécialement utilisées à cet effet ou au moyen d' autres engins ou appareils de rectification. Mais ce procédé de rectification n'est qu'un palliatif coûteux, car les ondulations 40 réapparaissent au bout de peu de temps et parce que de plus, tous 69 07834 2 2004811 les rails qui n'auraient pas tendance à l'usure ondulatoire sont également rectifiés en même temps sans aucun profit. La présente invention permet de faire disparaître les usures ondulatoires sur les surfaces de roulement et/ou de guidage sur 5 les rails qui en portent et de diminuer ou d'éviter la formation de ces ondulations sur les rails où elles sont susceptibles de se former. Le procédé proposé par l'invention à cet effet est caractérisé en ce que les rails déformés par des usures ondulatoires ou 10 susceptibles d'en être affectés subissent une fusion ou une refusion totale ou partielle dans la zone des surfaces de roulement et/ou de guidage. L'opération de fusion des surfaces de roulement et/ou de guidage peut être effectuée électriquement en créant un arc élec-15 trique entre les rails à traiter et une électrode non consommable ou consommable, le matériau d'électrode amené par fusion ou refusion au moyen d'une électrode consommable et formant relief au-dessus des surfaces de roulement et/ou de guidage étant ensuite enlevé de préférence par rectification. 20 Pour mettre en oeuvre ce procédé qui peut être utilisé aussi bien sur des rails déposés que sur des rails posés sur la voie, on fait avantageusement appel en particulier aux dispositifs connus utilisés pour le soudage à l'arc électrique et utilisant des procédés automatiques ou semi-automatiques dans lesquels les en-25 gins ou appareils nécessaires à l'opération de fusion ou de refusion sont déplacés à la main ou au moyen d'un moteur dans le sens longitudinal de la voie ferrée. La fusion des surfaces en question peut être provoquée par exemple en créant un arc électrique qui brûle dans une atmosphère 30 d'argon entre une électrode en tungstène pratiquement non consommable et le rail traité. De plus, on utilise également de façon avantageuse le soudage sous enveloppe de gaz ou le soudage sous poudre protectrice } dans ce cas, il y a lieu de faire disparaître ensuite par rectifi-35 cation les cordons de soudure qui se sont formés sur le rail. En cas de refusion par électrode consommable, on a constaté que les meilleurs matériaux d'électrode sont des matériaux faiblement alliés ou non alliés. On a également constaté que, dans la plupart des cas, il suf-4-0 fit pour obtenir l'effet cherché de réaliser une zone de fusion 69 07834 3 2004811 étroite ou d'appliquer un seul cordon de soudure. Dans le sens longitudinal des rails, les zones de fusion ou de refusion peuvent être soit parallèles aux surfaces latérales des champignons de rail (en cas d'électrode ou de guidage d'électrode fixe), soit 5 en forme de zig-zag ou de sinusoïde (en cas d'électrode ou de guidage d'électrode à mouvement pendulaire transversal par rapport au rail). Pour appliquer le procédé suivant l'invention, on peut utiliser, aussi bien que les procédés de fusion susdits qui sont a-10 vantageusement mis en oeuvre avec des dispositifs connus dans la technique du soudage, d'autres dispositifs, dans la mesure où ils permettent d'amener à l'état de fusion liquide les zones correspondantes du champignon du rail. La présente invention concerne donc également cette possibilité ainsi que les procédés permet-15 tant de la mettre en oeuvre. Avec le procédé suivant l'invention, on obtient donc la possibilité de faire disparaître les usures ondulatoires sur les surfaces de roulement et/ou de guidage de rails et de diminuer ou de supprimer la formation de ces ondulations de façon simple et éco-20 nomique sur des rails déjà déformés, soit à poste fixe soit sur la voie. Lorsque les surfaces voulues ont été ainsi traitées, elles sont avantageusement rectifiées ensuite ; il est en outre superflu dans de nombreux cas de faire disparaître par abrasion jusqu'au fond des creux les restes d'ondulations qui peuvent subsis-25 ter. Ces reliquats disparaissent d'eux-mêmes au bout de peu de temps sous l'effet de la circulation sur les rails, et tout risque de nouvelle formation d'ondulations est exclu. 69 07834 4 2004811 REVENDICATIONS 1) Procédé pour diminuer ou éliminer les usures ondulatoires ou pour empêcher leur formation sur les surfaces de roulement et/ ou de guidage de rails, caractérisé en ce que les rails déformés par des usures ondulatoires ou susceptibles de l'être sont soumis 5 en totalité ou en partie à une opération de fusion ou de refusion dans la zone des surfaces de roulement et/ou de guidage. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de fusion ou de refusion s'effectue électriquement en créant un arc électrique entre le rail à traiter et une électrode 10 non consommable ou consommable, le matériau d'électrode amené par l'opération de fusion ou de refusion au moyen d'une électrode consommable et faisant relief au-dessus des surfaces de roulement et/ou de guidage étant ensuite enlevé, de préférence par rectification.