PROCESS DESIGN OPTIMIZATION FOR THE POST-WELD CONTROLLED ACCELERATED COOLING OF R350HT HEAD HARDENED RAIL JOINTS
Date
2022-02-21
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
In order to benefit fully from the use of head hardened rails, the weld and the heat
affected zones of these rails must have microstructures with mechanical properties
similar to those produced by the fine pearlitic microstructures of the rails themselves.
For the flash butt welding of head hardened rails, this is only possible through the
accelerated controlled cooling of the related zones just after the welding operation.
In this study, the required method and the conditions for the controlled accelerated
cooling of flash butt welded head hardened R350HT rails have been investigated.
Dilatometer experiments were performed on R350HT rail steel samples in order to
determine the heat treatment conditions to produce microstructures that would give the
hardness values required by the related rail and rail welding standards. A computer
simulation study was undertaken to improve the design of the apparatus to be used for
the accelerated cooling of the rail welds.
A custom accelerated cooling system that employs this specially designed apparatus
was used on flash butt welded R350HT rail joints of the 60E1 profile and results
satisfying the related EN 14587-2 standard were obtained. For the aluminothermite
welding of the head hardened rails, it was shown that the related EN 14730 standard
could be met through the use of the proper weld portion.
Description
MANTARI SERTLEŞTİRİLMİŞ RAY KAYNAKLARININ KAYNAK
SONRASI KONTROLLÜ HIZLI SOĞUTULMASI İÇİN PROSES TASARIMI
ENİYİLEŞTİRİLMESİ
ÖZ: Mantarı sertleştirilmiş rayların kullanımından tam olarak fayda sağlayabilmek için bu rayların kaynak ve ısıdan etkilenen bölgelerinin, mantarı sertleştirilmiş raya özelliğini veren sıkı dizili perlit içyapısının sağladığı mekanik özelliklere yakın özellikler veren içyapılara sahip olması gerekmektedir. Bu ise yanmalı alın kaynağı ile birleştirilmiş raylarda söz konusu bölgelerin kaynak işleminden hemen sonra hızlandırılmış kontrollü soğutulmasıyla mümkün olabilmektedir. Bu çalışmada yanmalı alın kaynağı yöntemiyle birleştirilmiş mantarı sertleştirilmiş R350HT rayların kaynak bölgelerine uygulanacak kontrollü hızlı soğutmanın hangi koşullarda ve nasıl yapılması gerektiği araştırılmıştır. Dilatometrede R350HT ray çeliği numuneler kullanılarak ilgili ray ve ray kaynak standardların gerektirdiği sertlik değerlerini veren içyapı ve bu içyapıyı elde etmek için gereken ısıl işlem koşulları belirlenmiştir. Ray kaynak bölgelerinin kontrollü hızlandırılmış soğutulmasında kullanılacak aparatın tasarımı bilgisayarda simule edilerek geliştirilmiştir. Özel olarak tasarlanan soğutma aparatı ve sistemi kullanılarak yanmalı alın kaynağı ile birleştirilmiş 60E1 kesitli R350HT rayların kaynak bölgelerine farklı koşullarda hızlandırılmış soğutma uygulanmış ve ilgili EN 14587-2 standardını karşılayan başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Mantarı sertleştirilmiş rayların aluminotermit kaynağı ile birleştirilmelerinde ise uygun kaynak porsiyonu kullanımıyla ilgili EN 14730 standardının karşılanabildiği gösterilmiştir.
ÖZ: Mantarı sertleştirilmiş rayların kullanımından tam olarak fayda sağlayabilmek için bu rayların kaynak ve ısıdan etkilenen bölgelerinin, mantarı sertleştirilmiş raya özelliğini veren sıkı dizili perlit içyapısının sağladığı mekanik özelliklere yakın özellikler veren içyapılara sahip olması gerekmektedir. Bu ise yanmalı alın kaynağı ile birleştirilmiş raylarda söz konusu bölgelerin kaynak işleminden hemen sonra hızlandırılmış kontrollü soğutulmasıyla mümkün olabilmektedir. Bu çalışmada yanmalı alın kaynağı yöntemiyle birleştirilmiş mantarı sertleştirilmiş R350HT rayların kaynak bölgelerine uygulanacak kontrollü hızlı soğutmanın hangi koşullarda ve nasıl yapılması gerektiği araştırılmıştır. Dilatometrede R350HT ray çeliği numuneler kullanılarak ilgili ray ve ray kaynak standardların gerektirdiği sertlik değerlerini veren içyapı ve bu içyapıyı elde etmek için gereken ısıl işlem koşulları belirlenmiştir. Ray kaynak bölgelerinin kontrollü hızlandırılmış soğutulmasında kullanılacak aparatın tasarımı bilgisayarda simule edilerek geliştirilmiştir. Özel olarak tasarlanan soğutma aparatı ve sistemi kullanılarak yanmalı alın kaynağı ile birleştirilmiş 60E1 kesitli R350HT rayların kaynak bölgelerine farklı koşullarda hızlandırılmış soğutma uygulanmış ve ilgili EN 14587-2 standardını karşılayan başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Mantarı sertleştirilmiş rayların aluminotermit kaynağı ile birleştirilmelerinde ise uygun kaynak porsiyonu kullanımıyla ilgili EN 14730 standardının karşılanabildiği gösterilmiştir.
Keywords
engineering systems