Brevet FR2407788A1 — publié le 19790601

L'inventiôn concerne un procédé de reconstitution des surfaces de guidage des rails, useres latéralement, qui consiste à remplir les zones usées par soudage, avec apport de métal et à traiter ensuite le matériau ainsi appliqué, en vue de reconstituer exactement le profil initial des rails. On connaît le principe d'après lequel la reconstitution du profil usé des rails se fait par apport de métal sur ces zones usées et par meulage ultérieur des zones ainsi rectifiées. Ces travaux peuvent se faire, soit sur les rails posés, soit aussi sur les rails déposés. Comme on saint, les rails sans ornière sont soumis, notamment dans les courbes, à une usure latérale prononcée. Pour compenser ces usures. il est fait application de techniques de soudage spécifiques, par apport de métal. Comme métal d'apport, on utilise essentiellement des métaux austénitiques, c'est-à-dire des alliages qui, en plus du fer, contiennent un certain pourcentage de manganèse, de nickel ou de chrome. Ces matériaux accusant un coefficient de dilatation élevé peuvent subir, sans dommage, des tensions de contraction importantes. Après refr8idissement, c'est-8-dire après durcissement, ils opposent une très haute résistance à l'usure. Le métal d'apport à appliquer sur les zones d'usure du rail est utilisé comme fil ou comme électrode d'apport. Lors du soudage des zones d'usure, par apport de métal, sur les rails qui accusent une résistance de 700 à 900 N ( Newton ) par mm2 et une teneur en carbone d'environ 0, 5 à 0, 6 % et de manganèse de l'ordre de 0, 8 à 1 #, on se heurte à des perturbations métallurgiques dans le cas où il nta pas été procédé au préchauffage des zones d'usure. Au cours du soudage par apport de métal, le matériau constitutif du rail est porté à l'état de fusion dans la zone de liaison. Compte tenu de la grande vitesse de refroidissement, il s'établit une zone martensitique plus ou moins dure et cassante, qui, de plus, se trouve encore négativement influencée par l'emploi du métal d'apport austénitique cité ci-dessus.Il est apparu que ce procédé ne résiste pas d'une manière satisfaisante aux sollicitations des circulations qui provoquent des fissures d 'abord et l'émiettement du métal d'apport ensuite. La stabilité de marche s'en trouve affectée et les boudins des roues s'usent plus rapidement. Pour éviter les fissures des zones traitées par apport de métal et l'émiettement qu'elles provoquent, l'invention propose un procédé qui con siste, dans une première étape, à combler entièrement les zones d'usure latérale par soudage avec apport d'un métal ferritique tendre, puis, dans une deuxième étape, à ménager dans cette zone de remplissage, un évidement d'une largeur de 6 à 10 mm pour une profondeur de 5 à 6 mm, lequel évidement est finalement obturé par soudage avec apport d'un métal austénitique. Contrairement au procédé de soudage selon le niveau actuel de la technique, le procédé défini par l'invention permet d'éviter, d'une manière fort économique, la constitution des fissures et, à fortiori, l'émiettement dans les zones d'usure comblées par soudage avec apport de métal. Le métal d'apport ferritique, utilisé comme fil ou comme baguette à souder, peut contenir entre autres 0, 07 NO de carbone, 0, 5 % de silicium et 1, 6 Olo de manganèse. Sa résistance approche 600 N/mm2 , c'està-dire sa dureté est inférieure à celle du matériau constitutif du rail. Il est apparu que l'apport par soudage de tels métaux ferritiques, faiblement alliés, sur les zones d'usure à la surface du rail, ne provoque aucune contrainte résiduelle dans la zone de liaison.Du fait que ce métal d'apport relativement tendre ne présente pas le même comportement à l'usure que les matériaux de soudage austénitiques, on pratique, dans la masse du métal de remplissage ferritique, un évidement d'une certaine grandeur que l'on comble ensuite, par le procédé de soudage avec apport de métal, avec un matériau de soudage austénitique. Il est apparu qu'il ne s'établit aucune zone de dureté entre le matériau austénitique et le métal d'apport ferritique. L'évidement ménagé dans la soudure au métal ferritique, sur la face latérale du rail, doit se situer à l'extrémité du rayon du champignon, c'est-à-dire selon le profil du rail, entre 10 et 13 mm en-dessous du plan de roulement. Le métal d'apport ferritique ou austénitique, utilisé comme fil ou comme baguette à souder, est appliqué par le procédé de soudage à l'arc électrique sous poudre protectrice. Après le soudage, le rail est meulé et reprend son profil initial réglementaire. De préférence, le processus de soudage s'effectue à l'aide d'un poste de soudage se déplaçant, en aller et retour, sur le plan de roulement du rail. Bien entendu, le procédé défini par l'invention s'applique également aux coeurs de traversée, aux aiguilles et aux croisements. L'invention est commentée plus amplement en référence aux figures 1 et 2 du dessin annexé. La figure 1 représente un rail dont la zone d'usure latérale (1) est comblée d'un métal ferritique tendre appliqué par soudage. La figure 2 représente l'évidement ( 2 ), défini par l'invention, qui a été pratiqué dans le métal d'apport ferritique et qui est rempli d'un métal d'apport austénitique également appliqué par soudage. REVENDICATION Procédé de reconstitution des surfaces de guidage des rails, usées latéralement, qui consiste à remplir les zones usées par soudage, avec apport de métal, et à traiter ensuite le matériau ainsi appliqué en vue de reconstituer exactement le profil initial des rails, caractérisé en ce que, dans une première étape, les zones d'usure latérales sont entièrement comblées par soudage avec apport d'un métal ferritique tendre puis, dans une deuxième étape, à ménager, dans cette zone ainsi comblée, un évidement d'une largeur de 6 à 10 mm pour une profondeur de 5 à 6 mm, lequel évi dement est finalement obturé par soudage avec apport d'un métal austénitique.