Soudage électrique des rails de chemins de fer

Après fabrication, les rails de longueur de 25 à 100-110 m, sont expédiés par train ou bateau vers des ateliers de soudage électrique, appartenant, en général, aux réseaux ferrés utilisateurs.

Les soudures ont depuis longtemps remplacé les éclissages : ces derniers étaient constitués de deux ferrures laminées en sorte qu'elles prennent appui des deux côtés du rail sur la surface de l'âme, la surface inférieure du champignon et la surface supérieure du patin ; l'ensemble était solidarisé par 4 boulons (deux par rail).L'inconvénient majeur de ce dispositif était le matage des abouts de champignon, créant un affaissement local, lui-même cause de surcharges dynamiques au passage des roues ; cette surcharge pouvait entraîner la rupture des rails à partir des trous de boulons dans l'âme et créer des dommages aux roues.(sans compter l'inconfort sonore pour les passagers).

C'est ainsi que vers les années 1930 on a considéré la soudure comme une alternative profitable. La soudure électrique a débuté en 1935 en courant alternatif et a repris plus vigoureusement après guerre.

Le soudage électrique permet de réaliser des longues barres soudées (dites « LRS ») qui, transportées par véhicules spéciaux (train en général), vont être déposées sur des voies, soit en construction neuve, soit sur de longues portions en réparation. Leur intérêt n'a cessé d'augmenter du fait de l'accroissement de la longueur des rails (12 m en 1935 contre 108 à 110 m de nos jours). La productivité de soudeuses électriques a ainsi considérablement augmenté ainsi que celle de la pose en voie.

Néanmoins, dans certains cas particuliers, la soudure n'a pas toujours remplacé l'éclissage, comme dans le cas de la fixation des appareils de voie (aiguillages).

Les efforts sur les bords des trous de l'âme sont tels que les initiations de fissure y sont fréquentes avec propagation conduisant à la rupture de la zone éclissée du rail. Si les voies lourdes sont restées éclissées, la SNCF a remplacé ses éclisses par des soudures aluminothermiques.

Les LRS (Longs Rails Soudés) constituent des unités élémentaires assez longues qui seront ultérieurement ressoudées entre elles in situ par soudure aluminothermique.

Le présent article décrit le principe du procédé électrique, sa réalisation pratique et les quelques rares imperfections inhérentes au processus de soudage.

La soudure électrique, initiée dès 1935, et sans cesse améliorée, a l'atout majeur d'être forgée à haute température et haute pression (donc avec recristallisation complète), ce qui lui confère une tenue exceptionnelle en voie.

Son avenir est assuré par les perfectionnements informatiques à tous les stades des chaînes de soudage et par l'arrivée des unités laminées de 100 m de long, ce qui assure une productivité élevée.