Effets des défauts de soudure aluminothermique sur le comportement mécanique des rails

Effects of alumino-thermic welding defects on the rails mechanical behaviour

Laboratoire de Contrôle et de Caractérisation Mécanique des Matériaux et des Structures (LCCMMS), Département de Génie Mécanique, École Nationale Supérieure d’lÉectricité et de Mécanique (ENSEM), Université Hassan II Casablanca, BP 8 118, Oasis, Route d’El Jadida, Casablanca, Maroc

^a Auteur pour correspondance : i.mouallif@gmail.com

Reçu : 27 Octobre 2010
Accepté : 7 Juin 2011

Résumé

L’assemblage des rails de chemin de fer se fait généralement à travers un procédé de soudage par aluminothermie. Ce procédé consiste en la coulée de métal de jonction entre les deux extrémités de rails à assembler. La qualité de cet assemblage dépend étroitement des conditions de la réalisation qui sont généralement difficiles à respecter. En effet, les techniques classiques de contrôle des rails, mettent souvent, en évidence la présence des défauts de soudure dans la jonction. Selon les observations, ces défauts peuvent être classés en deux types : défauts d’adhésion (ou défauts de collage) et défauts de porosité (ou défauts de soufflures multiples). Chacun de ces défauts, peut constituer un site privilégié de concentration des contraintes. Selon le niveau de ces contraintes, des éventuels processus d’endommagement risquent de se développer et mettant le rail hors service. Il semble donc nécessaire de modéliser le comportement mécanique de ces soudures avec ces défauts en vue de les classer par leur criticité. Dans cette étude, nous avons donc modélisé avec un même chargement et avec les mêmes conditions aux limites, la jonction de soudure pour chaque type de défaut. Les résultats obtenus sont très concluants et permettent de bien orienter l’approfondissement de notre analyse coté paramètres de soudage.

Abstract

The rail assembly is generally done through an aluminothermic welding process. This process involves the casting of solder between the two rail ends to be assembled. The quality of this assembly is highly dependent on conditions during the realization that are usually difficult to meet. Indeed, conventional techniques for the control of rails are often shown as the presence of welding defects in the junction. The observations suggest that these defects are mainly of two types: defects of adhesion (or bonding defects) and porosity defects (or multiple blisters defects). Each of these defects may constitute a privileged site of stress concentration. Depending on the level of these stresses, potential damage process may be developed and put off the rail. It therefore seems necessary to model the mechanical behavior of these welds with these defects in order to classify them by their criticality. In this study, we therefore modeled with the same load and with the same boundary conditions, the weld seam for each type of defect. The results are very conclusive and can well guide the deepening of our analysis side welding parameters.