Farklı sıcaklıklarda yakma alın kaynak yöntemi ile 
kaynaklanmış rayların mekanik özelliklerinin karşılaştırılması
Mechanical properties comparison of jointed rails welded at different temperatures by flash butt welding process
Yazar: UMUT BİÇER
Danışman: PROF. DR. REMZİ GÜRLER
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Demiryolu ray kaynağı, demiryolu raylarının bakım ve üretim süreçlerinde sıklıkla
kullanılan bir kaynak yöntemidir. Yakma alın kaynak yöntemi ile kaynaklanmış raylar,
tren işletmeciliğinden gelen yüklere karşı dayanıklı olmalı ve bu yüklerin altyapıya
iletilmesinde gerekli performansı göstermelidir. Bundan dolayı, diğer ray kaynak
yöntemlerinde olduğu gibi yakma alın kaynak yönteminde de ilgili standartlar ve
talimatnameler uyarınca kaynağın uygulanmış olması çok önemlidir.
Yakma alın kaynak yönteminin uygulanması sırasında kaynak yapacak personel
tarafından takip edilen ve farklı ülkelerdeki farklı koşullara bağlı olarak değişen bazı
kurallar (sıcaklık koşulları, kaynak makinesinin durumu, kaynakçının kabiliyeti vb.)
vardır. Türkiye'de ve diğer ülkelerin çoğunda tüm ray kaynak yöntemleri için eğer ray
sıcaklığı (-3)°C'nin altında ise kaynak yapılmasına izin verilmemekte, (45)°C'nin
üstünde ise kaynaklı rayların bağlantı elemanları ile yola sabitlenmemesi
gerekmektedir. Ray kaynak işleminin yapıldığı yere bağlı olarak değişen nötr ray
sıcaklık aralığında kaynakların uygulanmasına önem verilmelidir.
Bu çalışmada; (-5)°C, (51)°C ve nötr ray sıcaklık aralığı (21°C ile 27°C) içerisinde
(22°C)'de kaynaklanmış rayların mekanik özelliklerinde meydana gelen değişiklikler
araştırılmıştır. Araştırmada, EN 13674-1'de adı geçen 60 E1 rayları kaynaklanmış ve
her kaynaklanmış ray grubuna EN 14587-2 standardı uyarınca görsel muayene, sertlik
testi, eğme testi, makro ve mikro inceleme, manyetik parçacık ve ultrasonik muayene
yöntemleri uygulanmıştır.
Yapılan araştırmalar ve çalışmaların neticesinde düşük sıcaklıklarda kaynaklanmış
rayların mekanik özelliklerinin kötüleştiği ve daha kolay kırılabildiği sonucuna
varılmıştır. Daha kırılgan raylar ise demiryolu taşımacılığını ciddi olarak tehdit
etmektedir.

Abstract:
Flash butt welding is a commonly used welding method in railway construction and
maintenance. The track that is constructed with flash butt welding should be resistant to
the vehicle operation forces, fatigue loads and show sufficient performance against
impact loads. Therefore, application of flash butt welding method as well as any other
rail welding techniques becomes crucial in accordance with related regulations.
In this welding technique, like other techniques, there are several rules (temperature
conditions, welding machine conditions, welder skill etc.) which vary depending on
different conditions in different countries and have to be followed by the staff in charge.
For all welding techniques for tracks, the welding application cannot be applied under -
3°C degree and above 45°C degree the welder should not fix the fasteners on the track
and be more careful about the duration of de-stressing of rails in Turkey. And
obviously, there is a specific temperature called as "rail neutral temperature" which
changes by location of an application.
This paper studied the mechanical properties of rails welded at three different
temperatures which are -5°C, 51°C and 22°C within the neutral operating temperature
range (21°C to 27°C). 60E1 rails have been chosen for this study as specified in EN
13674-1 and welded rails in different temperatures were tested (visual inspection,
hardness test, bending test, macro and micro examinaiton, magnetic particle and
ultrasonic inspection) according to EN 14587-2.
The analysis results showed that at a low temperature the mechanical properties
(particularly bend test results) of welded rail joints get worse and brittle failures take
place more easily. This threatens the railway transportation seriously. It is necessary to
understand the mechanical properties of flash butt welded rail steels under service at
low temperature conditions because the railway constructions carried on at low
temperatures gradually increase.