O que é soldagem aluminotérmica na substituição de trilhos?

A reação, em uma linha

O óxido de ferro é reduzido pelo alumínio: o alumínio absorve o oxigênio, o ferro emerge como metal líquido e a alumina restante flutua como escória na superfície. Como a reação é autossustentável após a ignição, todo o processo de vazamento depende mais da preparação do que da planta: as extremidades dos trilhos são cortadas em esquadro e limpas, a folga é ajustada de acordo com o projeto do molde, o molde é selado para evitar vazamentos de aço fundido, as extremidades dos trilhos são pré-aquecidas com uma chama de propano/oxigênio e o cadinho é carregado e a chama é acesa.

Os dados de desempenho publicados para o sistema de soldagem atermita de trilhos Molaton TWS indicam as seguintes condições de operação: temperatura de reação ≥2500 °C , tempo de resfriamento da solda de aproximadamente 5 a 8 minutos , dependendo da temperatura ambiente, e um ciclo total de ≤25 minutos, incluindo pré-aquecimento, vazamento e remoção do molde, resultando em uma resistência da solda de ≥95% da resistência à tração do trilho base . O pré-aquecimento é mantido na faixa de 350 a 500 °C e regulado com um medidor de fluxo de oxigênio, pois tanto uma junta fria quanto uma extremidade do trilho superaquecida são defeitos que só aparecem após a via férrea voltar a operar.

Onde a soldagem atermita se aplica — e onde não se aplica

As regras são explícitas e não se baseiam em gosto pessoal. De acordo com a norma TB 10082—2017 §8.0.6 , os trilhos devem ser soldados por soldagem de topo por resistência em fábrica, com comprimentos de pelo menos 500 m . A soldagem no local também deve utilizar soldagem de topo por resistência, e a soldagem aluminotérmica pode ser usada para a solda de travamento dentro de um aparelho de mudança de via e nas duas extremidades de um aparelho onde o trilho é curto, está sob restrição ou já faz parte de uma passagem de nível montada.

Desde 2025, a direção a seguir foi declarada de forma ainda mais clara. Um parecer da administração, emitido juntamente com a notificação sobre juntas de solda fraturadas em trilhos curvos de aparelhos de mudança de via (工电线路电〔2025〕5号), exige que as ferrovias novas e modernizadas substituam a soldagem aluminotérmica por soldagem por resistência e soldagem a gás sob pressão . As razões apresentadas são técnicas e econômicas: uma solda aluminotérmica tem menor resistência do que o trilho base e é propensa a depressões superficiais e pontos baixos, e a frequência de testes não destrutivos é muito maior do que para soldas por resistência ou soldagem a gás sob pressão, de modo que a carga de trabalho de inspeção e manutenção continua aumentando ao longo da vida útil da junta.

Lidos em conjunto, os dois documentos definem o verdadeiro papel da soldagem aluminotérmica: ela é o método de fechamento e conexão para posições que não podem ser alcançadas com uma máquina de solda — soldas de travamento de aparelhos de mudança de via, trilhos de fechamento curtos, locais confinados, seções mistas — e não a opção padrão para a construção de longos trechos em uma nova linha férrea.

O que o kit contém

A abrangência é mais ampla do que a de trilhos lisos: trilhos de 50 kg/m e 60 kg/m, trilhos ranhurados 59R2/60R2 , trilhos para guindastes QU70–QU150 e as séries alemãs A/S, japonesas e coreanas CR, britânicas BS e UIC, de acordo com a norma TB/T 1632.3-2014 — que é como o mesmo processo é usado para trilhos de guindastes portuários e para barras de aço catódico em fundições de alumínio, onde o ambiente é quente, empoeirado e magneticamente ruidoso.

Lixar é metade do trabalho

Uma solda atermita finalizada não é uma junta acabada. O metal fundido deixa um colarinho e rebarbas que se projetam da superfície de trabalho, e esse colarinho é exatamente o tipo de irregularidade de onda curta que aumenta a carga dinâmica da roda. Os limites de aceitação aplicados à junta acabada são os mesmos usados para trabalhos de perfil: rugosidade superficial Ra ≤ 10 μm , planicidade dentro de 0,3 mm sob uma régua de 1 m, ausência de queima azul contínua , profundidade de retificação ≤ 0,5 mm por passe e homogeneização melhor que 1‰ .

Como a solda atermita é uma zona afetada pelo calor com dureza diferente da do trilho base, o corte precisa ser controlado. A rotação da roda de 1.000 a 3.000 rpm aumenta a rugosidade de 6,6 para 8,4 μm e a espessura da camada branca de cerca de 45 μm para 320 μm . Essa camada branca apresenta dureza de aproximadamente 870 HV0,3, contra 340 HV0,3 do metal base, e fratura precocemente em serviço. Uma passada superficial e repetida com a roda correta não prejudica a junta; uma única passada agressiva, sim.

Caso e dados

Uma campanha com a GMC-96X em Liuzhou removeu 18,72 quilômetros de trilhos em uma operação de duas horas , e um teste realizado em 2026 com um trem de retificação Loram DM01 foi concluído sem queimaduras azuis e com rugosidade superficial de Ra 1,05–9,0 μm, principalmente entre 2–4 μm — tudo dentro da faixa de aceitação ≤10 μm . A RailwayCare produz rebolos para retificação de trilhos desde 2004 , sendo a primeira fabricante dedicada na China, tendo elaborado a norma industrial JB/T 11431 e possuindo as certificações ISO 9001 , ISO 45001 e CRCC . Testes independentes realizados pela Academia Chinesa de Ciências Ferroviárias mediram o desgaste dos rebolos de 1,4 a 2,6 vezes melhor do que o especificado.