Brevet FR2760201A1 — publié le 19980904

L'invention concerne un procédé de soudage par friction de rails de chemin de fer et de profilés de support similaires comparables ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre. Pour assembler sans joint des rails de chemin de fer, on utilise actuellement essentiellement deux procédés de soudage, le soudage aluminothermique et le soudage électrique en bout par étincelage. Les deux procédés présentent des avantages spéciaux mais également des insuffisances, et un nouveau procédé de soudage est destiné à remédier à celles-ci. Le soudage par friction de corps symétriques en rotation est un procédé connu depuis longtemps qui utilise la chaleur de friction produite lors de mouvements relatifs de deux corps poussés sous pression l'un contre l'autre pour chauffer suffisamment les parties volumiques à souder. Dans des machines de soudage par friction de rotation, au moins l'une des parties à souder est entraînée en rotation, et pressée après un échauffement suffisant contre la contre- pièce à souder, et ensuite le mouvement de rotation est interrompu. Dans des machines de soudage par oscillation, l'une des deux parties à souder est déplacée relativement à la contre-pièce d'une manière oscillante et, ce faisant, est appliquée par pression jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de chaleur de friction soit produite pour le soudage. Par " oscillation ", il faut comprendre ici le mouvement de va-et-vient périodique au moins l'une des deux parties à souder. Lorsque la bande passante est rectiligne, le mouvement est désigné par " oscillation linéaire ". Lorsque la bande est courbée, par exemple circulaire, elliptique ou analogue, le mouvement sera désigné par " oscillation orbitale ". Etant donné que des rails dans la voie ne peuvent pas être amenées à tourner, seulement l'oscillation peut être envisagée pour le soudage par friction de rails. Or, la présente invention a pour objet la création d'un procédé du type indiqué au début o le soudage par friction peut être utilisé pour assembler des rails, à la fois pour la fabrication de rails longs et pour le montage dans la voie. Cet objet est atteint conformément à l'invention par un procédé du type indiqué au début en ce qu'une pièce intermédiaire entre les extrémités de rails à assembler est déplacée suivant des oscillations linéaires ou orbitales tandis que parallèlement à cela, les deux extrémités de rails sont pressées dans la direction longitudinale des rails l'une vers l'autre à la pièce intermédiaire pour appliquer la chaleur nécessaire au soudage par l'énergie de friction sur les deux surfaces de contact entre respectivement l'une des extrémités de rail et respectivement une surface de coupe de la pièce intermédiaire. Par un tel procédé, en utilisant une pièce intermédiaire, on peut obtenir d'une manière particulièrement avantageuse de plus petites zones soumises à l'influence de la chaleur, une durée de soudage plus courte et un nombre de défauts de soudage plus réduit. De plus, la dépense constructive pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention est réduite d'une manière avantageuse à un minimum. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le mouvement d'oscillation de la pièce intermédiaire est réalisé de préférence par une commande d'oscillation réalisée sous forme d'excentrique double par lequel, par un décalage de la position de phase des deux excentriques l'un relativement à l'autre, lors de l'arrêt du mouvement pivotant, on atteint en même temps la position zéro de la pièce intermédiaire. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé o le dispositif de préhension pour la réception de la pièce intermédiaire est relié, d'une part, par concordance des formes à la commande de pivotement et est guidé, d'autre part, à des bielles ajustables de préférence d'une manière élastique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en section transversale d'un dispositif pour le soudage par friction par oscillation de rails le long des lignes de coupe AA, et - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif selon la figure 1. Deux dispositifs de serrage 1 espacés l'un de l'autre qui sont reliés l'un à l'autre par des tirants d'ancrage 2 déplacables hydrauliquement parallèlement à la direction longitudinale des rails, saisissent les extrémités de rails 7 à assembler et les amènent dans la position de départ, c'est-à-dire à la distance " x " l'une relativement à l'autre. Dans cet espace intermédiaire se trouvant entre les dispositifs de serrage 1 est insérée une pièce intermédiaire respectivement moulée appropriée 4 (pièce de rail ou profilé) ayant la longueur x - Ax et est tenue par un dispositif de préhension 5 qui est relié, d'une part, par concordance des formes, à une commande d'oscillation 3 et, d'autre part, de préférence à l'extrémité inférieure libre, espacée de la commande d'oscillation 3, par un système à bielles 6 de préférence élastique avec une ou plusieurs bielles. La commande d'oscillation 3 est logée sur l'un des deux dispositifs de serrage 1. Le système à bielles 6 prend appui sur une partie de châssis 9 reliant les deux dispositifs de serrage 1 de manière déplaçable. Par des dispositifs de positionnement dans la commande d'oscillation 3 (qui est réalisée de préférence comme excentrique double) et dans le système à bielles 6, la pièce moulée 4 est ajustée suivant un alignement axial entre les extrémités de rails 7. Ensuite, les tirants d'ancrage 2 (actionnés hydrauliquement) tirent les dispositifs de serrage 1 avec les extrémités de rails à souder 7 dans leur direction longitudinale l'une vers l'autre et les mettent en contact avec la pièce moulée 4. La commande d'oscillation 3 commence à fonctionner et déplace le dispositif de préhension 5 avec la pièce moulée 4 entre les extrémités de rails 7 d'une manière oscillante sur des voies linéaires ou des voies orbitales sélectivement courbées. Une chaleur de friction est produite aux surfaces de contact entre respectivement une extrémité de rail 7 et la pièce moulée 4 lorsque les tirants d'ancrage 2 augmentent la force d'application. La chaleur de friction produite est définie par la valeur de friction, la force d'application ainsi que par l'ensemble du trajet oscillant et peut donc être commandée d'une manière variable. Après avoir atteint la température nécessaire au soudage, la force d'application est augmentée rapidement, le mouvement d'oscillation est arrêté et la commande d'oscillation 3 est amenée en position zéro o la pièce moulée 4 est positionnée d'une manière symétrique relativement à un plan de symétrie de rail vertical 10. Lors de l'utilisation d'un excentrique double comme commande d'oscillation 3, la position zéro peut être atteinte par un décalage de la position de phase des deux excentriques. La référence numérique 8 désigne les deux emplacements de soudage parallèles l'un à l'autre et espacés l'un de l'autre dans la direction longitudinale des rails. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le soudage par friction de rails de chemin de fer et de profilés de support similaires, caractérisé en ce qu'une pièce intermédiaire (4) est déplacée entre les extrémités de rails à assembler (7) d'une manière oscillante linéaire ou orbitale tandis que, parallèlement à cela, les deux extrémités de rails (7) sont pressées dans la direction longitudinale des rails l'une vers l'autre à la pièce intermédiaire (4) pour appliquer la chaleur requise pour le soudage par énergie de friction sur les deux surfaces de contact entre respectivement l'une des extrémités de rails (7) et respectivement une surface de coupe de la pièce intermédiaire (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement oscillant de la pièce intermédiaire (4) est réalisé de préférence par une commande oscillante (3) réalisée sous forme d'excentrique double par laquelle, par un décalage de la position de phase des deux excentriques l'un relativement à l'autre, au moment de l'arrêt du mouvement oscillant, on atteint en même temps la position zéro de la pièce intermédiaire (4). 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de préhension (5) pour la réception de la pièce intermédiaire est relié, d'une part, par concordance des formes, à la commande oscillante (3) et est guidé, d'autre part, à des bielles (6) de préférence ajustables d'une manière élastique.