Comment fonctionnent le remplacement et le soudage des rails ?

Étape 1 — Décider et mesurer avant l'ouverture de la fenêtre

Les rails ne sont pas remplacés simplement parce qu'ils paraissent usés ; ils le sont lorsque le dressage ne permet plus de les réparer. Les dommages de surface tels que les ondulations, l'écaillage, l'écaillage, les contusions et l'usure latérale représentent plus de 80 % des défauts des rails . Le meulage de profil ne traite que les défauts superficiels : dès que les fissures de fatigue par contact de roulement dépassent environ 0,2 mm , une seule passe ne suffit plus et le champignon du rail doit être remplacé.

Le remplacement est planifié à partir d'un relevé topographique. Le profil du rail et la longueur du nouveau tronçon sont fixés, les points de coupe sont définis et la fermeture est positionnée de manière à respecter les normes. Sur un rail soudé en continu, le joint pose également un problème thermique : la procédure de soudage sur site et la température du rail verrouillé doivent être cohérentes, sous peine de voir la voie finie accumuler des contraintes internes susceptibles de se manifester ultérieurement par un flambage ou un arrachement.

Étapes 2 à 4 — La séquence de terrain

L'alignement est déterminant pour la qualité. Un joint parfaitement aligné et calibré à 0,5 mm près, vérifié à la règle avant et après soudage, offre une soudure impeccable, invisible à l'œil nu. Un joint présentant un écart d'un millimètre seulement crée un point d'impact permanent, impossible à masquer par le meulage ultérieur.

Ce que les normes fixent, et ce qu'elles laissent à l'ingénieur

Les pratiques de conception ferroviaire chinoises définissent clairement le cadre. Conformément à la norme TB 10082-2017 §8.0.6 , les rails doivent être soudés en usine par étincelage , et une longue section de rail soudée en usine ne doit pas être inférieure à 500 m . Le soudage des rails sur site doit également être réalisé par étincelage, tandis que la soudure de verrouillage à l'intérieur et aux extrémités d'un aiguillage peut être effectuée par soudage aluminothermique . Cette règle définit le processus : la longue section de rail est un produit d'usine, les travaux sur site consistent en la fermeture et le raccordement, et le soudage aluminothermique couvre les finitions.

Le TB 10015-2012, § 4.5.6, ajoute la règle de positionnement : un joint soudé sur site ne doit pas être installé dans la zone de transition entre deux structures de voie différentes ou deux sections de plateforme différentes, et doit se situer à au moins 2 m des murs et piles de culée. Le TB 10082-2017, § 9.0.6, énumère les emplacements où un joint ne doit pas exister et doit donc être soudé, collé ou gelé : sur toute la longueur d’un pont à tablier ouvert, à moins de 2 m d’un joint d’extrémité de pont ou d’un joint de dilatation d’arche, dans la zone de dilatation thermique d’un dispositif de dilatation des rails, sur les traverses d’une poutre métallique et au niveau d’un passage à niveau. En pratique, l’ingénieur choisit d’abord l’emplacement de fermeture, puis la méthode de soudage.

Cas et données — ce que le joint fini doit satisfaire

Pour la partie athermique du procédé, les données publiées concernant le système de soudage athermique pour rails Molaton TWS sont les suivantes : température de réaction ≥ 2 500 °C , temps de refroidissement de la soudure d’environ 5 à 8 minutes selon la température ambiante, cycle de soudage complet inférieur à 25 minutes (préchauffage, coulée et démoulage inclus), et résistance de la soudure ≥ 95 % de la résistance à la traction du rail de base . Ce système est conforme à la norme TB/T 1632.3-2014 et est compatible avec les rails de 50 kg/m et 60 kg/m, les rails à gorge 59R2/60R2 , les rails de pont roulant QU70–QU150 et les séries UIC, BS, CR et A/S. Il est ainsi également utilisé pour les rails de pont roulant portuaire et les barres cathodiques dans les alumineries.

Pour la partie rectification, les critères d'acceptation qui valident la pièce sont une rugosité de surface Ra ≤ 10 μm , une planéité inférieure à 0,3 mm sous une règle de 1 m, l'absence de brûlure bleue continue , une profondeur de rectification ≤ 0,5 mm et un raccord supérieur à 1‰ . La rectification d'une soudure est également une opération délicate, car une coupe incontrôlée peut causer des dommages : une vitesse de rotation de la meule de 1 000 à 3 000 tr/min induit une rugosité de 6,6 à 8,4 μm et une épaisseur de couche blanche d'environ 45 à 320 μm, pour une dureté du métal de base d'environ 340 HV0,3 . Il est donc nécessaire de rectifier la tête de soudure avec une profondeur contrôlée et en utilisant la même méthode de rectification que pour le profilage.

RailwayCare fabrique des meules de meulage de rails depuis 2004 , étant le premier producteur spécialisé de meules de meulage de rails en Chine, a élaboré la norme industrielle JB/T 11431 et opère selon les certifications ISO 9001 , ISO 45001 et CRCC , avec des meules vérifiées à l'Académie chinoise des sciences ferroviaires et dans un institut national de recherche sur les abrasifs.