Brevet FR2323488A1 — publié le 19770408

La présente invention concerne un procédé pour assurer, au cours d'une opération de soudage aluminothermique d'au moins deux pièces métalliques Icitancheite entre les différentes parties du moule de coulée et lesdites pièces. Le soudage aluminothermique consiste à couler dans un moule en plusieurs parties entourant les extrémités des pièces à souder une certaine quantité de métal à haute température dans l'espace laissé entre les extrémités de ces pièces. Un tel procédé stapplique le plus souvent au soudage des profilés métalliques et en particulier des rails de chemin de fer. L'élaboration du métal en fusion, qui est le plus souvent de l'acier s'effectue par la réduction d'oxydes de fer par de l'aluminium. Toutefois, la présence d'oxyde d'aluminium ou corindon exige de porter ces matériaux à une température de l'ordre de 2 0000C. L'étanchéité entre les différentes parties du moule et les extrémités des pièces à souder est réalisée habituellement par lutage au moyen d'une pâte formée de sable siliceux et dtun agglomérant, par exemple de l'argile et de liteau ou d'autres additifs, que lton met en place sur les parties du moule juste avant la coulée du métal en fusion. Cette opération est longue et délicate du fait que la ptte à luter est d'un maniement difficile et mal commode. Le nouveau procédé de l'invention permet de remédier aux inconvénients précités en fournissant un gain de temps important et une facilité d'emploi très accrue par rapport au procédé antérieur. Selon la caractéristique essentielle de l'invention, l'étanchéité entre les différentes parties du moule de coulée et les extrémités des pièces à souder est assurée par le dépôt, sur les parties du moule venant en contact entre elles ou avec les pièces, d'un bourrelet d'une résine plastique à froid qui se décompose à une température supérieure à 250 OC pour donner un produit réfractaire. L1étanchéité du moule à froid est ainsi assurée par la plasticité de la résine qui permet de remplir les interstices existants au niveau des jonctions des pièces lorsque les parties du moule sont pressées entre elles et sur les pièces à souder. L'étanchéité du moule à chaud, c'est-à-dire à des températures de 1 8000C à 2 OOPOC environ, est assurée par la décomposition de la résine au contact du métal en fusion, quelle qu'en soit la composition exacte avant la coulée du métal. Cette décomposition conduit à un produit réfractaire qui contiendra le flot de métal en fusion jusqu'à sa solidification. La résine employée doit être fortement thixotropique pour permettre l'extrusion sur les parties du moule d'un bourrelet de quelques millimètres de diamètre et être de préférence du type R.T.V. à un seul composant pour faciliter la réalisation du bourrelet au moyen d'un pistolet extrudeur. R.T.V. (abréviation de Room Temperature Vulcanizing) qualifie l'aptitude de la résine à être vulcanisée à la température ambiante. On peut toutefois aboutir au même résultat en utilisant un bourrelet d'élastomère du type RTV à deux composants ou un profilé d'élastomère préfabriqué et collé sur les parties du moule. La section du bourrelet peut être circulaire ou peut être munie d'une lèvre pour lui conférer plus de souplesse tout en assurant l'étanchéité désirée. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la résine est un élastomère aux silicones et plus particulièrement une résine fabriquée et vendue par la Société Rhône Poulenc sous le nom de "Rhodorsil CAF 4 Thixo". Une telle résine est vulcanisée par l'humidité de l'air et se décompose à température élevée pour donner de la silice. L'invention sera expliquée plus en détail dans le complément de la description qui va suivre en référence au dessin annexé illustrant l'application du procédé de l'invention au soudage aluminothermique de deux rails de chemin de fer. On a représenté sur le dessin annexé, en perspective éclatée, deux rails de chemin de fer 10 et 12 destinés entre soudés par leurs extrémités adjacentes dans un moule de coulée comprenant deux parties identiques 14 et 16 et une sole 18. Les parties 14 et 16 sont destinées à venir s'appliquer respectivement de part et d'autre des rails 10 et 12 et la sole 18 sous les deux rails 10 et 12 au niveau de leur jonction. Les parties de moule 14 et 16 présentent donc un profil correspon dant à celui du rail de manière à en épouser sa forme. De plus, les parties 14 et 16 comportent respectivement des évidements 20 et 22 de manière à former, une fois les parties 14 et 16 réunies, un entonnoir pour amener le métal en fusion dans l1es- pace compris entre les deux rails. L'évidement 20 se prolonge par un évidement 24 pour faciliter l'accès du métal en fusion au fond du moule. De plus, la sole 18 comporte un évidement 26 destiné à favoriser l'arrivée du métal en fusion sous les deux rails au niveau de la jonction à réaliser. La partie 14 est enduite d'un bourrelet de résine 28 sur toute sa hauteur et d'un bourrelet de résine 30 sur une hauteur correspondant à la portion venant stappliquer sur le rail 12. De même, la partie 16 est munie d'un bourrelet de résine 32 sur toute sa hauteur et d'un second bourrelet (non visible sur le dessin) sur une hauteur correspondant à la portion venant s'appliquer sur le rail 10. La sole 18 est enduite d'un bourrelet de résine 34 suivant un contour rectangulaire. On comprendra facilement d'après le dessin que lorsque les parties de moule 14 et 16 et la sole 18 sont pressées les unes contre les autres et contre les deux rails, l'étanchéité du moule au niveau de la soudure est parfaitement réalisée. Il suffit alors d'introduire le métal en fusion au moyen d'un creuset que l'on introduira dans l'entonnoir formé par les évidements 20 et 22. Au fur et à mesure de la coulée du métal en fusion à l'intérieur du moule, l'air qui est emprisonné dans le moule est chassé au travers de conduits 36 et 38 ménagés respectivement dans les parties 14 et 16 et débouchant aux extrémités supérieures et inférieures de ces parties. Etant donné que la mise en place des parties du moule se fait par simple pressage sur les pièces à souder, le procédé de l'invention est donc très sensiblement simplifié par rapport au procédé classique. En outre, en supprimant la nécessité d'utiliser de la pâte à luter, on réalise un gain de poids important sur le matériel à expédier sur des chantiers éloignés. En effet, lors de la fabrication des moules en atelier, il suffira de les enduire de résine de la façon décrite ci-dessus. Les bourrelets de résine pourront entre appliqués soit directement sur les surfaces intérieures des parties du moule soit dans des rainures de faible profondeur ménagées dans lesdites surfaces intérieures0 Ces rainures ne sont pas indispensables mais elles favorisent la mise en place et la tenue des bourrelets sur les surfaces intérieures des parties du moule. Le procédé de l'invention est applicable à toutes les opérations de soudage utilisées, c'est-à-dire avec préchauffage avec préchauffage court ou sans préchauffage. Ce procédé est applicable au soudage aluminothermique de pièces de profils différents à condition d'utiliser des moules de forme appropriée. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée au mode de mise en oeuvre du procédé décrit mais quelle s'étend également aux variantes évidentes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Procédé pour assurer, au cours d'une opération de soudage aluminothermique d'au moins deux pièces métalliques, l'étanchéité entre les différentes parties du moule de coulée et lesdites pièces, caractérisé par le fait que l'étanchéité est assurée par le dépôt,sur les parties du moule venant en contact entre elles ou avec lesdites pièces,d#un bourrelet d'une résine plastique à froid qui se décompose à une température supérieure à 2500C pour donner un produit réfractaire. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la résine est un élastomère aux silicones. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le bourrelet de résine est déposé dans des rainures ménagées dans les parties du moule. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le bourrelet de résine est déposé au moyen d'un pistolet extrudeur. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le bourrelet de résine est un profilé préfabriqué et collé sur les parties du moule. 6. Procédé selon l'une des revendications t à 5, caractérisé par le fait qu'il est appliqué au soudage aluminothermique de deux profilés métalliques et en particulier de deux rails de chemin de fer. 7. Un moule destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les différentes parties qui le constituent sont enduites d'un bourrelet d'une résine plastique à froid qui se décompose à une température supérieure à 2500C pour donner un produit réfractaire.