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MELANGE THERMIQUE
La présente invention a pour objet une nouvelle composition thermique, destinée plus particulièrement à la confection de soudures combinées par fusion et par impression entre des sections de rail relativement impor- tantes ou objets analogues;
cette nouvelle composition supprime les additions d'acier doux usuel au mélange 1thermique communément employées dans les opérations de' soudure des rails de ce genre, ainsi que l'addition du mélange thermique type de 15 % environ de corindon broyé, ce corindon provenant de préférence de la réaction aluminothermique,
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La soudure aluminothermique des rails telle qu'elle a été pratiquée à l'étranger pendant ces vingt dernières années est basée sur le procédé faisant l'ob- jet du brevet américain "réissue" 13.050, de Goldschmidt, en date du 7 décembre 1909, et intitulé "Procédé de jonc- tion de pièces métalliques".
Ce procédé consiste à verser de l'acier aluminothermique et du corindon dans un moule entourant les extrémités des rails à souder d'une manière telle que l'acier aluminothermique fonde avec le. patin et l'âme du rail et que le corindon entoure complètement la tête, portant celle-ci à une température permettant la soudure par pression lorsque les rails sont appuyés à force l'un contre l'autre au moyen de presses spécia les.
Cette combinaison de la chaleur et de la pression permet ainsi de souder complètement par pression les parties de 'rail que le métal fondu n'aurait pas déjà soudées par fusion.
Aux Etats Unis cette méthode de souder les rails a été en général trouvé, en pratique, inférieure à la mé- thode décrite dans le brevet américain Lange 1.153.435 du
4 septembre 1915; néanmoins la Société demanderesse a eu à différentes reprises l'occasion de recourir à l'ancien procédé de Goldschmidt, combinant la soudure par fusion à la soudure par pression.
Il est courant dans toutes les opérations de soudue des rails, aussi bien par le procédé européen rappelé ci- dessus et que, pour plus de commodité, on appellera le système combiné avec appareil de serrage, que par le pro- cédé Lange ou procédé "insert", d'employer des mélanges thermiques contenant de 15 à 30 % de déchets d'acier doux qui ont pour effet de tempérer la réaction thermique et de produire une plus grande quantité d'acier qui, bien qu'il
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soit naturellement à,une température légèrement inférieure à celle qui serait produite par les mélanges thermiques sans ces additions, n'en a pas moins une température suf- fisante pour souder parfaitement les extrémités des rails.
En fait ces additions de déchets d'acier doux ont été employées dans pratiquement tous les mélanges thermiques pour soudure,de pièces de locomotives,de broyeurs, de constructions navales, aussi bien que pour la soudure des rails.
Si l'on essaie d'appliquer ce système combiné avec appareils de serrage à des profils de rails américains, on rencontre des difficultés considérables, en premier lieu par suite du fait que les rails américains sont plus lourds que les rails utilisés dans les autres pays, le rail vignole pesant par exemple 64 kg au mètre courant alors que le plus lourd des profils de rail vignole euro- péens en pèse 50; et en outre par suite de la différence de dureté des rails résultant de la teneur en carbone, les rails européens renfermant seulement 0,4 % de carbone tandis que les profils américains en contiennent au moins le double.
Dans la pratique, pour souder ces rails vignole, plus lourds et à plus haute teneur en carbone, il a été reconnu qu'il était important de maintenir l'acier alu- minothermique au-dessous du niveau de la tête du rail, car, la où il arrive à touche la tête du rail, il se produit des fissures dans l'acier à haute teneur en carbone au niveau supérieur de l'acier aluminothermique de la soudure et ces fissures rendent ces joints peu sûrs et susceptibles de flancher à l'usage.
Evidemment, il est relativement fa- cile de donner à l'espace annulaire qui, dans les moules, entoure le joint une forme telle que le niveau de l'acier reste toujours au-dessous de la tête du rail mais il est
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nécessaire que, en même temps, il y ait suffisamment de corindon aluminothermique pour entourer complètement la tête du rail et fournir une quantité de chaleur telle que les têtes de rails puissent se souder l'une à l'autre par pression lorsque les presses sont mises en action pour appuyer fortement les rails l'un contre l'autre.
Ce résultat peut évidemment être atteint en utilisant la quantité de mélange thermique nécessaire pour produire cet exés de corindon, mais cet excès de corindon @ nécessitera, une quantité d'acier plus que suffisante pour souder convenablement l'âme et le patin des rails.
Or. la Société demanderesse a trouvé un moyen d'opé- rer économiquement la soudure par ce procédé combiné avec appareils de serrage en tempérant de la quantité néces- saire la réaction thermique tout en produisant beaucoup plus économiquement les proportions voulues d'acier et de corindon dans la réaction thermique de manière à avoir juste assez d'acier pour souder convenablement par fusion l'âme et le patin des rails et en même temps une quantité relativement abondante de corindon pour entourer complé- tement la partie supérieure et la tête des rails et four- nir la quantité de chaleur voulue¯pour souder celles-ci par pression.
Ce résultat est obtenu au moyen d'une compo- sition nouvelle du mélange thermique qui n'a jamais été utilisée jusqu'ici et qui, d'ailleurs, ne serait pas éco- nomique pour les conditions d'emploi ordinaires. Dans ce mélange thermique on remplace pa.r un certain pourcentage de corindon moulu le pourcentage ordinaire des grenailles d'acier doux.
Autrement dit, et jusqu'ici on ajoutait par exemple 15 % de grenailles d'acier doux au mélange ther- mi'que pour tempérer la 'réaction et augmenter la quantité d'acier fondu, suivant la présente invention on remplacera pour obtenirune soudure par ce procédé combiné avec
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appareil de serrage, ces 15 % de grenailles d'acier doux par environ 15 % de corindon aluminothermique moulu,- on obtient ainsi, par réaction, une proportion d'acier et de corindon beaucoup plus appropriée à ce genre de soudure.
L'avantage qui en résulte est beaucoup plus important qu'on ne pourrait le supposer à priori, car il permet de , réaliser la soudure par fusion du patin et de l'âme des rails avec une faible quantité d'acier aluminothermique convenablement réparti ; or une grande quantité de cet acier non seulement est moins économique, mais en outre introduit des tensions, des plans de clivage et autres défectuosités qui tendent à affaiblir cette partie fendue de la soudure combinée. Un autre avantage réalité du fait que l'ensemble de la soudure peut être réalisée d'une ma- nière beaucoup plus économique avec beaucoup moins de mé- lange thermique qu'avec les méthodes actuelles.