BE462542A

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Publication number: BE462542A
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Description

Procédé pour la fabrication d'un
Joint de rails soudé, sans'retournement, et joint de rails soudé obtenu par ce procédé.

La soudure à l'arc électrique de rails de chemin de fer présente des difficultés. Dans les procédés actuellement connus, il est nécessaire de prendre des me- sures particulières de sécurité au moyen d'éclisses de

secours et analogues, en raison du manque de certitude dans lequel on se trouve quant à l'obtention des valeurs minima, requises pour la résistance à la durée.

L'invention a pour but de remédier à ces in- convénients et elle a pour objet un procédé pour la fa- brication d'un joint de rails soudé, sans retournement, et un joint de rails soudé obtenu par ce procédé.

Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on laisse entre les rails une fente, en ce qu'on dispose des organes d'appui en regard de la partie de cette fente correspondant non seulement à la semelle, mais aussi à l'âme au moins, et en ce qu'on remplit cette fente de métal d'apport.

Le joint selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte, au moins aux parties fortement sollicitées du pied des rails et notamment aux deux côtés de celui-02'-,- un épaississementde renforcement.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du joint de rails et du procédé selon l'invention.

Les figures 1, 2, 3 et 4 se rapportent à la pre- mière forme d'exécution; les extrémités des rails à souder sont désignées, sur la fig. 1, par 1 et 2. Comme on le re- marque sur le dessin, ces extrémités de rails sont paral- lèleso La distance a entre les extrémités des rails doit être plus grande que 10 mm, de préférence de 12 à 16 mm.

Cette distance est obtenue éventuellement de manière connue.

Il est toutefois avantageux de former celle-ci par sec- tionnement à l'aro électrique avec des électrodes appro- priées, la formation d'une couche d'oxyde 'sur la surface de coupe étant empêchée et les rails étant en même temps 'chauffés pour l'opération de soudage, qui fait suite im- médiatement. Une plaque d'appui 4, en cuivre, est dispo- sée sous la fente 3, entre les rails 1 et 2 (voir fig.1); cette plaque présente un évidement 5 ayant la forme com- plémentaire de celle d'un renflement que doit présenter le joint du rail sur sa face inférieure après l'opération de soudage. la-fente est ensuite remplie de soudure, entre les deux pieds de rails, de façon connue.

Une pièce d'ap- pui 6, également en cuivre, est alors appliquée contre l'un des côtés de l'âme du rail, comme représenté à la figo 2, ,cette pièce de cuivre pouvant également comporter un évidement ayant une forme complémentaire de celle du renflement désiré à l'endroit de la soudure. Au lieu d'une pièce de cuivre, on peut utiliser également une plaque d'ap- pui en fer, en charbon ou en terre réfractaire.

Le remplissage de la fente dans la région de l'âme du rail, en position verticale, est alors facile, les scories qui proviennent de l'enrobage s'écoulant d'elles- mêmes. Après la soudure de cette région de l'âme, on dispose de nouveau sous la tête du rail deux pièces d'appui 7 et 8, en cuivre par exemple, présentant des évidements correspon- dants, et, la région de la fente correspondant à la tête de rail est alors remplie de soudure de façon connue, la

derrière couche étant formée éventuellement avec des électrodes à teneur en carbone plus élevée. La soudure des régions du pied, de l'âme et de la tête est exécu- tée en une fois, afin que les extrémités des rails restent chaudes. Ceci est important pour éviter des fis- sures.

De plus, le travail est considérablement facilité du fait que les scories provenant de l'enrobage des élec- trodes n'ont pas besoin d'être éliminées, mais s'écoulent à l'état fluide.

Il est connu que les rails sont sollicités , pendant le service, par une charge variable. Pour ce mode de sollicitation, la liaison par soudure travaillée sans renflement est la plus résistante lorsqu'aucun défaut n' existe dans la soudure. Cependant, on ne peut, dans bien des cas, pas compter avec certitude sur des soudures en- tièrement exemptes de défauts, en particulier pour des soudures réalisées dans une position malcommode. Dans ce cas, le renforcement du pied du rail est nécessaire, la zone de transition du rail au renforcement devant s'éta- blir tout fait progressivement pour éviter une baisse de la résistance aux charges alternatives.

A la fige 3, on a représenté en trait mixte 1 épaississement du renforcement du joint de rails.

A la fig. 4, 9 désigne l'épaississement sur le côté inférieur du piedo Comme il a été mentionné plus haut, on obtient cet épaississement grâce à l'évidement 5.

L'épaississement 10 sur le côté supérieur du pied est

obtenu par soudure d'apport. De préférence, on usine au moins les endroits de pied qui sont désignés par 11,12, 13, 14, et qui sont les zones, fortement sollicitées, de transition, de la soudure au rail, de telle manière qu' aucune trace du bord de la soudure ne soit visible.

La figure 5 se rapporte à une variante de la fig.

3. Dans ce cas, on utilise une plaque d'appui 15 qui s'é- tend sur un côté de l'âme et de la tête. Une deuxième plaque d'appui 8 est disposée sur le côté opposé de la tête. Dans le cas de la figure 5, on soude le pied comme dans la première forme d'exécution décrite. Le remplissage de la fente dans la région de l'âme se fait grâce à la plaque d'appui 15 et le remplissage ultérieur de la région de la tête, grâce aux plaques d'appui 15 et 8. La ligne en trait mixte représente sur la fig. 5, le remplissage de la fente dans la région du pied et de l'âme du rail.

Dans la forme d'exécution selon les figures 6 et 7, les pieds des rails sont cintrés vers le bas comme re- présenté en 16, 17. Après avoir rempli de soudure la fente 3, on obtient, comme représenté en 18, l'épaississement sur le côté inférieur du pied. L'épaississement 19 sur le côté supérieur du pied est obtenu par une soudure d'apport.

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Dans certains cas, lorsque la quantité de métal d'apport nécessaire est considérable, on peut procéder comme suit ; on dispose, à l'endroit où doit se former l'épaississement, des pièces métalliques que l'on noie dans la soudure pour former bloc avec celle-ci.

Les figures 8 et 9 représentent une forme d'exé- cution qui s'est révélée avantageuse. Des entailles 22 et 23 sont ménagéesdans l'âme desextrémités de rails 20 et 21. Les extrémités des pieds de rails 24 et 25 sont ensui- te chauffées à la température de ramollissement et sont cintrées vers le bas, comme représenté à la figure 9, avec un outil de forme appropriée. La soudure est ensuite exé- @utée de la manière décrite, de telle façon que le pied ait la forme indiquée en trait mixte, les endroits dési- gnés par 26 et 27 devant être usinés de façon qu'aucune trace du bord de la soudure ne soit visible.

La zone de transition du rail à l'épaississement se fait ainsi pro- gressivement. Le coté inférieur du rail et le milieu de la soudure n'ont pas besoin d'être usinés. D'après de nombreux essais,il a été trouvé que pour une variation de charge de 0 à 19 legs par mm2, le joint supporte plus de 2.000.000 de variations de charge alors que les joints éclissés les plus résistants ne supportent cette charge qu'environ 100.000 fois.

On peut encore modifier le joint selon les fi- ,Sures 8 et 9, de telle manière qu'un épaississement soit formé en haut et en bas par une soudure d'apport, le cin- trace du pied versle bas étant alors superflu. De telles soudures ne sont toutefois commodément réalisables qu'en atelier. On -peut également renoncer au cintrage et ne renforcer que le côté supérieur par apport de soudure.

Dans le cas des figures 6 et 7, seuls les bords

du pied sont cintrés vers le bas, de sorte que la liai- son symétrique, en haut et en bas, n'existe que vers les bords.

Dans le cas des figures 6,7, 8 et 9, le cin- trage du pied du rail peut également se faire sans chauf- fage.

La figure 10 montre une dernière forme d'exécu- tion; dans cette figure, on n'a représenté que la partie inférieure des extrémités des rails. L'extrémité du pied des deux rails est refoulée comme indiqué en traits mixtes, en 28, 29. Le joint 30 est ensuite rempli de soudure. 31 montre la partie inférieure de ce remplissage.

Dans les différentes formes d'exécution décrites, on peut disposer un fer plat au lieu d'une pièce d'appui en cuivre, ce fer plat étant soudé. Le tracé des lignes de force dans la liaison et la durabilité sont toutefois influencés de façon défavorable dans ce cas, Le joint peut,. bien entendu., être muni de façon connue d'éclisses supplémentaires, bien que ceci ne soit pas nécessaire pour la durabilité du joint.
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Claims

REVENDICATIONS -------------- 1) Procédé pour la fabrication d'un jointde rails soudé, sans retournement des rails, caractérisé en ce qu'on laisse entre les rails une fente, en ce qu'on dispose des organes d'appui en regard de la par- tie de cette fente correspondant non seulement à la semelle, riais aussi à l'âme au. moins, et en ce qu'on remplit cette fente de métal d'apport.

2) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce laisse entre les rails une fente d'au moins 8 mm. de largeur en un endroit quelconque de la hauteur du rail, et en ce qu'on remplit cette fente de soudure au moins au pied et à la tête des rails, après avoir disposé les organes d'appui.

3) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'on forme au moins aux parties du pied qui sont fortement sollicitées et notamment aux deux côtés de celui-ci, un épaississement de renforcement.

4) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'on remplit la fente de soudure en dis- posant des pièces d'appui sous le pied, d'un coté de l'âme et. sous la tête et en ce qu'on remplit l'une après l'autre les régions de la fente correspondant à ces trois parties : pied, âme et tête, sans laisser <Desc/Clms Page number 9> refroidir la région où l'on effectue la soudure.

5) Procédé selon lès revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'on forme l'épaississement sur le côté inférieur du pied en cintrant celui-ci vers le bas et en ce.au'on forme l'épaississement sur le coté supé- rieur du pied par soudure d'apport.

6) Procédé selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'on usine au moins les zones de tran- sition de la soudure au rail appartenant au pied et qui sont fortement sollicitées.

7) Procédé selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce du'on.forme le renforcement du pied en refoulant la matière de l'extrémité du rail et ceci avant de remplir la fente de soudure.

8) Procédé selon les revendications 1, 3 et 5, caractérisé en ce qu'on forme une entaille dans l'âme et en ce qu'on cintre les extrémités des pieds des rails, après quoi on soude les rails, en ce qu'on forme un épais- sissement sur le côté supérieur du pied par une soudure d'apport et en ce qu'on usine ensuite au moins les zones de transition des rails à la soudure, qui sont fortement sollicitées, de façon que la zone de transition du rail à l'épaississement se fasse progressivement.

9) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise des pièces d'appui en une matière <Desc/Clms Page number 10> telle qu'elle ne puisse pas être soudée aux rails.

10) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise des pièces d'appui en fer, susceptibles d'être soudées aux rails.

Il) Joint de rails soudé obtenu par le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, au moins aux parties fortement solli- citées du pied des rails et notamment aux deux côtés de celui-ci, un épaississement de renforcement.

12) Joint selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'au moins les zones de transition de la soudure au rail dans la région du pied, qui sont fortement sollicitées, sont usinées.

13) Joint selon la revendication 11, caractérisé en ce due l'épaississement sur le coté inférieur du pied est formé par le cintrage de celui- ci vers le bas et en ce que l'épaississement sur le côté supérieur du pied est formé par de la soudure d'apport.

14) Joint selon les revendications 11,12 et 13.

15) Joint selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il présente une fente remplie <Desc/Clms Page number 11> de soudure, la largeur de cette fente étant d'au , moins 8 mm. en un endroit quelconque de la hauteur du rail.