Brevet FR2266570A1 — publié le 19751031

La présente invention concerne un procédé pour le sondage alu- minothermique des rails traités ou en aciers spéciaux. Le soudage aluminothermique se fait en coulant entre les ahoute un acier fondu à tes hante température. Lorsque les rails sont traités thermiquement ou sont constitués d'aciers spéciaux, il est indispensable d'empêcher la chaleur résultant de la fusion de se propager dans les parties traitées ou en aciers spéciaux qui risqueraient d'tire affectées par l'élévation de température produite. ;'invention vise à limiter la propagation de la chaleur résultant de la fusion dans les parties traitées ou en aciers spéciaux. Â cet effet, le procédé selon ltinvention est caractérisé par le fait que, après coulée du mélange aluminothermique, on projette un fluide réfrigérant sur les faces latérales et le roulement des parties traitées ou en aciers spéciaux, aussi près que possible de la ligne de soudure. Le fluide réfrigérant peut être de l'eau pulvérisée pure ou mélangée à de l'air. Ce réfrigérant interdit la propagation de la chaleur provenant de la fusion dans les zones qui risqueraient d'être affectées par cette chaleur. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce dispositif selon l'invention est carac- térisé par le fait qu'il comprend un moule en sable dont la largeur n'est que légèrement supérieure à la largeur de la zone de fusion du côté de l'acier traité ou spécial. Ce moule étant emboîté par des étriers latéraux reliant latéralement deux manchons qui entourent respectivement la partie à souder en acier traité ou spécial, les ensembles constitués par les étriers et lesdits manchons étant amovibles et des organes de refroidissement desdites parties à souder substituables audits ensembles Eventuellement, le moule peut être emboîté dans une carcasse sur laquelle s'appuient les manchons. DbnB une forme de réalisation, les organes de refroidissement sont constitués par des caissons entourant les parois latérales et le roulement du rail traité ou en acier spécial et munis de gicleurs de projection d'un réfrigérant, une paroi isolante étant prévue pour protéger le moule des projections de réfrigérant. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en se référant au dessin annexé dans lequel t - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale axiale d'un moule selon l'invEntion on position de travail sur deux extrémités de rails traités ou on aciers spéciaux; - la figure 2 est une vue en Coupe selon la ligne II-II de la figure t ; - la figure 5 est une vue de dessus du moule des figures 1 et 2 ; vue - la figure 4 est une/analogue à celle de la figure 1, les éléments amovibles ayant été remplacés par des caissons de refroidissement ; et - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4. On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 3. Le dispositif comprend un moule en sable 1 de largeur légèrement supérieure à la zone de fusion 2 raccordant deux rails à souder traités ou en acier spécial. Le moule t, qui sera aussi étroit que possible, est fabriqué en sable durci et parfaitement étuvé. Ses parois étant très minces, il peut 8tre utile de réaliser le moule en sable de zircon. Dans la forme de réalisation représentée, le moule est embout té dans deux carcasses 4 mais, s'il est suffisamment résistant, il peut entre serré directement sur le rail. in de réaliser un bon lutage du moule sur le rail et éviter les fuites, des manchons 5, 6, 7 et 8 sont disposés de manière à entourer les rails à une cer taine distance. Les manchons 5, 6 sont réunis par des étriers 9 et les manchons 7, 8 par des étriers 10. Les manchons sont ainsi serréa contre les carcasses 4 qui enveloppent ou maintiennent les moules.Dans le cas où les carcasses ne sont pas utilisées, les manchons sont directement en appui sur le moule qui doit, bien entendu, avoir une résistance suffisante0 Le moule qui vient dtêtre décrit a une largeur minimale tout en assurant un bourrage d 'étanchéité valable pour empêcher toute fuite du métal en fusion. Les ensembles constitués par les manchons 5, 6 et leurs étriers 9 et les manchons 7, 8 et leurs étriers 10 peuvent facilepeut Titre enlevés dès la fin de la coulée pour être remplacés par des dispositifs de refroidissement tels que ceux représentés aux figures 4 et 5. Les dispositifs de refroidisssement 11 et 12 sont constitués chacun d'un caisson en forme de U dirigé vers le bas et reposent sur le roulement 3' des rails 3 et sur leurs patins 3". Les caissons 11 et 12 comportent chacun des gicleurs 13 projetant sur la périphérie du rail de l'eau finement pulvérisée ou un mélange d'air et d'eau pulvérisée. Les courbes de propagation de la chaleur montrent qu'il est nécessaire d'empêcher cette propagation dans la minute qui suit coulée. L'ensemble qui vient d' tre décrit permet la mise en service des dispositifs de refroidissement en moins d'une minute. Cet ensemble s'applique, comme on vient de le décrire, à la soudure des rails traités dans la masse. Il peut également s'appliquer à la soudure en place des appareils de voie en acier à hante teneur en manganèse. En effet, pour souder un tel appareil de voie sur un rail courant, on doit intercaler entre le rail au manganèse et le rail courant un coupon de composition spéciale permettant la soudure à l'acier au manganèse, l'ensemble rail au manganèse coupon subissant une trempe à 900 C qui en fait une seule pièce destinée à être soudée au rail courant. les règlements des chemins de fer interdisant l'insertion dans la voie de coupons de moins de quatre mètres, il est nécessaire que le coupon soude soit très court (de l'ordre de 5 cm) pour que, en cas de rupture, l'inter- valle créé ne soit cas dangereux. La soudure de l'extrémité libre de ce coupon sur le rail cou rant risque, par la propagation de la chaleur de fusion, de provo- quer un échauffement nuistble du rail au manjanése. On peut alors éviter cette propagation en utilisant le procédé selon l'invention sur le coupon. Le moule utilisé ne devra être étroit que du côté du coupon et pourra alors être dissymétrique. REVENDICATIONS 1.- Pro.cédé pour le soudage aluminothermique des taiss traités ou en aciers spéciaux, caractérisé par le fait que, après coulée du mélange aluminothermique, on projette un fluide réfrigérant sur les faces latérales et le roulement des tarties traitées ou en aciers spéciaux, aussi près que possible de la ligne de soudure. 2o Procédé selon la revendication 1, dans lequel le réfrigé- rant est de 11 eau pulvérisée pure ou mélangée à de l'air. 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un moule en sable dont la largeur n'est que légèrement supérieure à la largeur de la zone de fusion du côté de l'acier traité ou spécial, ce moule étant emboîté par des étriers latéraux reliant latéralement deux manchons qui entourent respectivement la partie à souder en acier traité ou spécial, les ensembles constitués par les étriers et lesd-ts manchons étant amovibles et des organes de re froidissement desdites parties à souder substituables auxdits ensembles. 4.- Disnositi.f selon la revendication 3, dans lequel- le moule est amboîté dans une carcasse sur laquelle stappuient les manchons. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel les organes de refroidissement sont constitués par des caissons entourant les parois latérales et le roulement du rail traité ou en acier spécial et munis de gicleurs de projection d1un-réfri- gérant, une paroi isolante étant prévue pour protéger le moule des projections de réfrigérant.