Raylı sistem araçlarında kullanılan atmosferik korozyona dayanıklı çelik sacların birleştirilme kabiliyetinin incelenmesi
Investigation of joinability of corrosion resistant steel sheets used in railway vehicles
Yazar: NURİ AKKAŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERDİNÇ İLHAN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Elektrik direnç nokta kaynağı = Electrical resistance spot welding

Özet:
Bu çalışmanın amacı, Türkiye Vagon Sanayi A.Ş.'de (TÜVASAŞ) üretilen raylı sistem araçlarının kaynaklı imalat proseslerinde karşılaşılan sorunların giderilmesi ve bu proseslerin iyileştirilmesi için sözkonusu araçlarda kullanılan atmosferik korozyona dayanıklı çelik sacların elektrik direnç nokta kaynağı ile birleştirilmesini incelemektir.

Bu amaçla, TÜVASAŞ'da üretilen raylı sistem araçlarının yan duvar ve tavan kısımlarında kullanılan SPA-C ve S235JR(Cu) atmosferik korozyona dayanıklı çelik sacların birleştirilmesi için kullanılan gaz metal ark kaynağı prosesinin yerine elektrik direnç nokta kaynağı prosesi kullanarak konstrüksiyonun dayanımı, ağırlığı ve maliyeti açısından bir iyileştirme yapılması planlanmaktadır.

Elektrik direnç nokta kaynaklı numuneleri elde etmek için 120 kVA gücünde elektrik akım ve zaman kontrollü, tek kollu pnömatik basma tertibatlı kaynak makinesi kullanılmıştır. Kaynak zamanları 5, 10, 15, 20, 25 ve 30 periyot (1 periyot=0,02 s) olarak seçilmiş ve kaynak akım şiddetleri de 6 kA'den 14 kA'e kadar 0,5 kA artırılarak ayarlanmıştır. Elektrot kuvveti 6 kN olarak sabitlenmiştir. Elde edilen kaynaklı bağlantılar çekme-sıyırma, çekme-makaslama testlerine tabi tutulmuş ve optik mikroskopla çekirdek boyutları ölçülmüştür. Ayrıca mikro vickers sertlik ölçümleri ve mikroyapı incelemesi yapılmıştır. 

Sonuç olarak çekirdek boyutlarının çekme-sıyırma ve çekme-makaslama dayanımlarına etkisi belirlenmiş ve kaynak eğrisi diyagramları kullanılarak optimum kaynak akım şiddeti ve kaynak zamanı önerilmiştir.

Abstract:
The aim of this study is to solve the problems in welded production of railway vehicles manufactured in Turkish Wagon Industry (TUVASAS) and investigation of joining of corrosion resistant steel sheets used in these vehicles by electrical resistance spot welding.

For this purpose, electrical resistance spot welding was selected instead of gas metal arc welding method in joining of atmospheric corrosion resistant SPA-C and S235JR (Cu) type steels used in side walls and ceiling of railway vehicles. Thus, strengthen of construction, weight and cost reduction of railway vehicle is being planned.

A timer and current controlled resistance spot welding machine having 120 kVA capacity and a pneumatic application mechanism with a single lever were used to prepare the specimens. Welding periods were chosen as 5, 10, 15, 20, 25 and 30 cycles (1 cycle = 0.02 s)  and also welding currents were increased from 6 kA up to 14 kA by rise of 0,5 kA. The electrode force was kept constant at 6 kN. The obtained welding joints were exposed to tensile-peel and tensile-shear tests and their nugget sizes were calculated by means of an optical microscope. Micro-hardness measurements and microstructural analysis of specimens were also performed. 

As a conclusion, the effect of nugget sizes on tensile-peel strength and tensile-shear strength was determined by using weld lobe diagrams and the optimum welding currents and times were advised.