Sürtünme karıştırma kaynağının raylı taşıt imalatındaki uygulamasının araştırılması
Investigation of friction stir welding applied to rolling stock manufacturing
Yazar: GÜRHAN DEMİRKESEN
Danışman: DOÇ. DR. MURAT VURAL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kaynak teknolojisi = Welding technology

Özet:
Bu çalışmada, ilk olarak raylı taşıtların gövdesini imal ederken kullanılan kaynak yöntemleri üzerinde durulmuştur. Demiryolu uygulamaları, demiryolu araçları ve bileşenlerinin kaynağında zorunlu hale gelmeye başlayan EN 15085-2 standardının gereklilikleri anlatılmıştır. Demiryolu endüstrisinde son yıllarda kullanılmaya başlanan, lazer kaynağı ve lazer-ark hibrit kaynak yöntemleri hakkında bilgi verilmiştir.Raylı taşıt imalatında alüminyum, çelikle karşılaştırabilecek özelliklere sahiptir. Alüminyum hafif olması sayesinde demiryolu endüstrisinde yakıt ekonomisi ve çevresel faktörler konularında önemli üstünlükler sağlamıştır.Litetarür taramasından itibaren elde ettiğimiz sonuçlara göre alüminyum kaynağı için sürtünme karıştırma kaynağı uygun bulunmuştur. Eritme kaynağına alternatif olarak araştırılan sürtünme karıştırma kaynağı katı hal kaynak yöntemi olarak adlandırılmıştır. Bu amaçla, demiryolu sanayinde alüminyum gövde imalatında en çok kullanılan sürtünme karıştırma kaynağı yöntemi üzerinde çeşitli deneyler yapılmıştır.AW 6005A ekstrüzyon malzeme numuneleri sürtünme karıştırma kaynağı ile alın birleştirme ve bindirme birleştirme şeklinde kaynatılmıştır. Daha sonra sırasıyla çekme testi ve yorulma testi yapılarak mekanik özellikler elde edilmiştir. Farklı kaynak ilerleme hızının ve bindirme genişliğinin birleşme bölgesinin metalurjik ve mekanik özelliklerinde meydana getirdiği değişiklikler değerlendirilmiştir. Test numunelerinin sertlik değerleri ölçülmüş, kimyasal ve metalografik analize tabi tutularak elde edilen sonuçlar incelenmiştir.Sürtünme karıştırma kaynağı kullanan bir işletme örnek alınarak ideal geri ödeme süresi hesaplanmıştır.Sürtünme karıştırma kaynağı demiryolları dahil olmak üzere birçok sanayi dalında uygulanabilir olmasından dolayı özellikle gelecekte tercih edilen bir uygulama olarak karşımıza çıkacaktır.

Abstract:
In this study, welding methods, which are used to manufacture rail vehicle carbody are emphasized. Requirements of the EN 15085-2 standard, welding of railway vehicles and components, is described. This standard is becoming mandatory for railway welding suppliers. Current promising technologies that have been used recently like laser welding, laser-arc hybrid welding have been explained.The features of aluminium in the manufacturing of rail vehicle can be compared to steel material. Thanks to its light weight, due to the fuel economy and environmental factors in the railway industry, aluminium has provided important advantages.From the literature review carried out, it is clear that friction stir welding is sufficiently established to use welding of aluminium on rolling stock. Friction stir welding, researched as an alternative to the fusion welding process, is referred as a solid state welding. Due to determining this method, various experiments are made on one of the most used welding method in order to assembly rail vehicle carbody.Butt and overlap weld samples were prepared from the AW 6005A aluminium extrusion material. Tensile tests and fatigue tests were performed and respectively the mechanical properties were obtained. Different welding speeds and overlapping areas were selected in order to investigate the metallographic and mechanical effect on the welded areas of the parts. Test samples, taken from the welds, performed to hardness tests and metallographic analysis. Results have been examined.Taking the plant model using friction stir welding technology, payback period was calculated.Friction stir welding is proving to be a revolutionary process for some applications within many industries including railways and is likely to become the preferred process for these applications in future.