Q355MD卷板道路设施Q355MD开平板铁路轨道

根据GB/T23603-2009《钛及钛合金表面污染层检测方法》，钛合金的焊接质量更易受钛合金表面状态的影响。
在钛合金焊接过程，合金表面清理不干净易导致焊接接头出现裂纹和气孔。
因此，对复合板表面、侧面的油污、氧化膜等进行彻底的清理。
本试验对TA10/Q355MD卷板钢复合板采用了机械清理方法。
机械清理：用不锈钢丝刷去除复合板表面的锈层及氧化膜，清理的范围为复合板正反两面距坡口30mm区域以及整个破口表面，接着用粗砂纸打磨，再用细砂纸打磨光滑，最后用酒精和丙酮擦拭复合板，去除油脂、污垢等杂质，并吹干。
3.1.2、焊接坡口设计
异种金属的焊接性主要取决于二者化学结晶性与热物理性能差异。
金属的化学结晶性(晶格类型、晶格常数、原子直径等)影响异种合金元素在焊接熔化过程中的相互作用、互溶特性以及在冷却过程中形成中间相的性质，从而影响到焊接接头的质量。
金属的热物理性能(密度、熔点、线膨胀系数、热导率、比热容等)则会影响焊缝在冷却过程中的应力释放。
钛的熔点为1677℃，线胀系数为8.2×10-6K-1，热导率为13.8W/(m?K)。铁的熔点为1537℃，线胀系数为11.76×10-6K-1，热导率为66.7W/(m?K)。
钛与铁之间化学性质和热物理特性的差异较大，由于铁在钛中的溶解度很低，直接采取熔化焊时，会形成硬而脆的金属间化合物TiFe、TiC，使焊缝由韧转脆，甚至产生裂纹。
因此，在焊接时通过添加过渡层来避免二者的互熔。
采用过渡层焊接的钛/钢复合板坡口设计。
不对称的双V型坡口中间留有1mm间隙，可以保证熔化金属充满整个坡口，提高复合板的结合强度。
过渡层厚度为3mm，焊接时熔化的填充金属熔化量会充分避免Ti与Fe元素的直接接触、互溶。
不对称的双V型坡口不仅可以保证焊接接头的强度，而且减弱了Ti与Fe元素的互溶程度，提高了焊接接头的质量。
1、焊缝区
由焊缝区域的微观组织看出，焊接过程中较大的热输入，导致焊缝组织粗大。
焊缝由大量铁素体＋少量珠光体构成，铁素体形态为块状先共析铁素体和细小的针状铁素体。
奥氏体中碳的质量分数小于0.2%，析出的先共析铁素体呈块状分布的组织形态。
转变温度较低，奥氏体的成分均匀，晶粒粗大，冷却速度适中，先共析铁素体呈针(片)状析出。
先共析铁素体的析出是一个形核、长大的过程，其晶核大都在奥氏体晶界上形成。
晶核的形成导致临近的奥氏体内部碳的含量增加，形成碳的浓度梯度，引起碳原子发生扩散，为了保持相界面碳浓度的平衡，奥氏体则继续析出低碳的铁素体，铁素体晶核不断长大。
2、热影响区
热影响区微观组织是过热粗晶区，由粗大奥氏体晶粒和晶粒内部相互平行排列的板条状马氏体组成。
每个板条为一个单晶体，它们之间的晶界角度较小，大量平行排列的板条组成一个板条束。
还可以看到奥氏体晶粒内部存在黑白相间的板条块，块间呈大角度晶界。
由于TIG焊接过程中，临近界面区域温度较高、冷却速度慢、有利于奥氏体晶粒长大；且Q355MD卷板钢的碳含量小于0.2％，奥氏体在冷却过程中几乎全部形成板条状马氏体组织。
是相变重结晶区，由于该区域的温度**过了Ac3，铁素体和珠光体已全部转变为奥氏体。
加热温度一般低于1100℃，奥氏体晶粒没有显著长大，冷却以后得到均匀和细小的铁素体和珠光体，此外还存在少量残余奥氏体。
较快的冷却速度抑制了C原子的扩散，同时部分铁素体和渗碳体来不及析出，发生伪共析转变，得到的珠光体分布均匀，抑制了带状组织的产生。
是不完全重结晶区，焊接过程中该区温度处于Ac1-Ac3之间，珠光体全部转变为细小奥氏体，而铁素体部分溶入奥氏体，部分继续长大，成为粗大的铁素体，冷却时奥氏体转变为细小的铁素体和珠光体，粗大的铁素体依然存留，组织间存在明显的带状组织。
因此，此区域的特点是组织不均匀，晶粒大小不一。
采用基层Q355MD卷板钢的TIG焊、过渡层填充Cu的TIG焊、覆层TA10的激光电弧复合焊,分三部分对TA10/Q355MD卷板钢复合板进行焊接，并对焊接工艺参数进行了优化。
从微观组织、显微硬度、化学成分等方面对焊接接头性能进行了分析。
并通过动电位较化曲线测试、恒电位较化曲线测试、交流阻抗谱测试、Mott-Schottky曲线分析等手段，探究覆层TA10与焊接接头在海水环境中的耐蚀性能、机理以及钝化膜的膜层结构、电荷层分布等特征。




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