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PROCEDE DE SOUDURE ALUMINOTHERMIQUE.
Il est déjà opnnu de souder des pièces par aluminothermie, en les mettant bout à bout et en versant à l'endroit du joint un corindon aluminothermique li- quide coulé à blanc de manière à porter les pièces à la température de soudure nécessaire pour pouvoir les souder ensuite par pression (soudure par pression ou à la presse).
Il*est également connu de souder depièces par aluminothermie en laissant entre elles un intervalle
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destiné à racevoir un fer aluminothermique fondant entre elles les extrémités des pièces à souder (soudure inter- oalaire), 'Le premier de ces procédés est d'un emploi facile lorsqu'il s'agit de pièces à basse teneur en carbone,, parce que' leur point de fusion est relativement haut et que l'altération de la forme de la pièce par fusion des contours n'est pas à redouter.
Il est par contre à rejeter lorsqu'il s'agit de pièces à haute teneur en carbone parce que, dans ce cas, la matière à souder, par suite de son point de fusion plus bas, ne tarde pas à couler à la surface des pièces, et en particulier aux saillies et sur les bords, avant que la partie intérieure des pièces n'ait acquis la température néces- saire à la soudure .
Pour éviter cet inconvénient, il a déjà été pro- posé, dans le cas des rails de chemin de fer très gros et riches en carbone, de recouvrir les endroits plus particulièrement délicats par des parties du moule né- cessaire à la soudure, de manière que ni les gaz chauds lors du préchauffage ni le corindon aluminothermique liquide lors de la coulée ne viennent en contact avec ces parties délicates, et de manière aussi que ces par- ties soient soustraites à une température susceptible d'amener la liquéfaction des pièces*
Etant donné qu'une fusion partielle des pièces à leur surface supérieure .rendrait, dans la plupart des cas, celles-ci inutilisables, on n'a jusqutà présenta- en général, soudé les pièces à haute teneur en carbone
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que par le procédé de soudure intercalaire.
Avec de pro- cédé, on réalise certainement une bonne union des pièces, mais la partie formant joint est composée d'un alliage de la matière constituant lepièces à souder et de fer aluminogénétique; cet alliage a, dans la plupart des cas, une dureté et une résistance à l'usure différentes de celles des pièces à souder4
On a, il est vrai, cherché à chasser par pression, en dehors du joint, le métal aluminothermique ou son alliage, avec la matière à souder, lorsqu'il est encore à l'état liquida, de manière à obtenir une union directe des deux pièces; cependant ce résultat ne peut jamais être complètement atteint par cette matière de procéder, car les extrémités fondent d'une manière irrégulière.
D'après le nouveau procédé faisant l'objet de la présente invention, les pièces, après avoir été serrées l'une contre l'autre, et après ,un préchauffage suffisant, sont chauffées, au moyen d'une coulée de corindon aluminother- Nique, suffisamment fortement pour que la matière soit liquéfiée à l'endroit du joint et que, par suite, les deux surfaces à réunir par soudure coulent l'une dans l'autre.
La température très élevée nécessaire pour la mise en oeuvre de ce procédé est obtenue soit en employant une plus granae quantité de mélange aluminothermique, soit en poussant plus haut le degré de préchauffage* soit encore en employant concurremment ces deux moyens.
On peut enfin, égalemant, employer un mélange produisant un corindon plus chaud.
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On évite, d'après la présente invention, la défor- mation des pièces, qui pourrait se produire par suite du chauffage intense de la matière à souder et de la liqué- faction qui en résulte, en recouvrant l'emplacement du joint, très peu de temps avant la coulée du corindon, par une calotte de protection adaptée à la forme des pièces à souder. Cette calotte peut être par exemple en matière céramique, ou, mieux encore, en tôle d'acier.
Le corindon liquide, qui a un point de solidification très élevé, se fige immédiatement au contact de cette calotte froide et forme en quelque aorte un moulage qui correspond à la configuration du joint et qui constitue un revêtement de protection solide contre la liquéfaction des pièces à souder en dehors de leurs contours initiaux.
Ceux-ci sont conservés même si la calotte de protection vient à être attaquée ou détruite par le corindon, ainsi que l'ont démontré de nombreux essais, car entre temps une croûte de corindon solide est venue remplacer cette calotte, . Le domaine le plus important de la soudure alumine*- thermique est la soudure des rails. Dans cette dernière, on préfère un procédé dans lequel ies têtes de rails sont serrées l'une contre l'autre, chauffées au moyen de corindon aluminothermique et ensuite soudées par compression, tandis que le s patins et le âmes des rails sont fondus l'un dans ltautre par le fer aluminothermique.
Il est tout particuliè- rament avantageux d'appliquer le nouveau procédé au lieu de ce procédé usuel, surtout en raison du fait que, dans ces derniers temps, on a marqué une préférence pour l'emploi de rails à très haute teneur en carbone et à très haute résis-
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tance à l'usure* Le gros avantage du nouveau procédé sur celui qui a été'employé jusqu'ici et qui est appelé "procédé de soudure combiné" réside dans le fait que les têtes des rails sont fondues d'une manière certaine en un bloc homogène unique, alors que, auparavant,
on ne réalisait qu'une union plus ou moins homogène des deux têtes car on ne voulait pas courir le risque qu'une par- tie de ces têtes soit liquéfiée par suite d'un échauffe- ment trop fort et s'écoule
Un autre avantage est qutil n'est plus nécessaire de procéder à un fraisage parallèle au plan des aboute, puisque la matière à souder est fondue et que des inégalités ne sont plus à redouter.
Le nouveau procédé présente, sur le procédé de sou- dure intercalaire bien connu-' le gros avantage que la soudure de la tête des rails est réalisée aussi intimement que dans ce dernier sans que la surface de roulement du rail change de composition, ce qui n'est jamais complètement réalisé même par lesprocédés connus dans lesquels le fer aluminothermique est chassé hors du joint. Grâce à l'absence de toute matière étrangère dans la zne de soudure, le joint réalisé avec le nouveau procédé possède une très haute résis- tance à la traction et à la rupture.
Un exemple de réalisation d'une soudure de rail par le nouveau procédé aluminothermique est décrit ci-après et représenté aux dessins annexés dans lesquels: la fig.l représente en coupe les abouts a des rails à souder avec le moule b entourant le joint. La tête de rail est recouverte par la calotte de protection c; la fig.2 représente en vue latérale les abouts
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a - a des rails à souder, le moule b et la calotte de protection c; enfin les figs.3 et 4 représentent à plus grande échelle la calotte de protection c respectivement en vue latérale et en coupe transversale..
Les extrémités.! - a des rails à souder sont dispo- sées de la manière connue dans un dispositif de serrage, serrées l'une contre l'autre et entourées d'un tuoule de coulées b. L'emplacement de la soudure est alorspré- chauffé à l'intérieur du moule de la manière connue, jus- qu'à une température déterminée spécialement dans chaque cas après essai en fonction de la forme du rail et de la composition de celui-ci. Le préchauffage une fois terminé, la calotte de protection 2. est placée sur la tête du rail a à l'intérieur du moule b. Après quoi on opère dans le creuset la réaction de la masse aluminothermique à la manière connue et on débouche le creuset, ce qui permet à la masse liquide de pénétrer à l'intérieur du moule b de la façon que l'on sait.
La quantité de la masse de soudure et sacomposition sont déterminées de manière que la quan- tité de chaleur dégagée par le corindon résultant de la réaction soit suffisante pour porter la tête des rails à l'état liquide nécessaire, en combinaison avec la quantité de chaleur déjà apportée à ladite tête par le préchauffage.
Ensuite on effectue avantageusement une compression des extrémités des rails pour accentuer la soudure et pour écarter toute possibilité de soufflures ou d'inclusions qui pourraient résulter du dégagement des gaz. La soudure est alors terminée. Cette soudure peut également être effectuée de la même manière après fraisage des faces adjacentes de la tête des rails et avec emploi d'une plaque soudante.