Lorsque l'intensité du courant augmente, la profondeur et la largeur de la couche de revêtement augmentent tandis que son épaisseur diminue. Ceci est dû à la chaleur générée par l'augmentation du courant, qui provoque la fusion non seulement du métal de revêtement, mais aussi d'une partie du substrat. Un mélange entre le revêtement et le substrat se produit, entraînant un affaissement global de la couche de revêtement et, par conséquent, une augmentation de la profondeur de fusion et une diminution de son épaisseur. De plus, l'augmentation du courant rend l'arc plasma plus grossier, accroît la plage de température de la source de chaleur et renforce l'étalement du bain de fusion dans le substrat, ce qui explique l'augmentation de la largeur de ce bain.
1.2 L'effet desoudagevitesse de moulage de la couche de revêtement fondue

Tableau 3.2 Géométrie en coupe des couches de revêtement fondues à différentes vitesses de soudage

Avec l'augmentation de la vitesse de soudage, la profondeur de fusion de la couche de revêtement diminue, sa hauteur chute d'abord brutalement, puis se réduit progressivement, et sa largeur diminue également. À une vitesse de soudage de 4 mm/s, l'épaisseur du métal de revêtement atteint un certain seuil, la profondeur de fusion étant de 1,17 mm. À ce stade, l'apport de chaleur par unité de longueur est insuffisant pour faire fondre davantage le matériau de base, et la couche de revêtement continue de s'épaissir jusqu'à une hauteur de 4,34 mm. Si la vitesse de soudage passe à 5 mm/s, l'apport de chaleur par unité de longueur et la quantité de fil d'apport diminuent, ce qui réduit la profondeur de fusion, la hauteur et la largeur de la couche. Si la vitesse de soudage continue d'augmenter, comme mentionné précédemment, l'apport de chaleur devient insuffisant, seule une petite partie du matériau de base fond, et la hauteur de la couche de revêtement chute d'abord brutalement, puis se réduit progressivement, et sa largeur diminue. Si la vitesse de soudage continue d'augmenter, comme mentionné précédemment, l'apport de chaleur est alors insuffisant, seule une petite partie du matériau de base peut fondre, la couche de revêtement par fusion ne semble pas s'affaisser, ce qui entraîne une réduction plus importante de la profondeur de fusion, tandis que la hauteur de la couche est moins réduite.

1.3 Influence de la vitesse d'alimentation du fil sur le moulage de la couche de revêtement

Tableau 3.3 Dimensions géométriques de la section transversale de la couche de revêtement avec différentes vitesses d'alimentation du fil.

Lorsque la vitesse d'alimentation du fil augmente, la profondeur et la largeur de la couche de revêtement diminuent, tandis que sa hauteur augmente. Ceci s'explique par le fait qu'à courant et vitesse de soudage constants, l'apport de chaleur par unité de longueur est constant. Avec l'augmentation de la vitesse d'alimentation du fil, la quantité de fil d'apport par unité de longueur augmente, et le métal de revêtement doit absorber davantage de chaleur. Si cet apport de chaleur ne suffit pas à faire fondre complètement la couche de revêtement, la partie du matériau de base fond moins bien, ce qui réduit la profondeur de fusion et augmente la hauteur de la couche. De plus, la capacité d'étalement du métal de revêtement près du matériau de base se détériore, ce qui entraîne une diminution rapide de la largeur.

En résumé, les paramètres de processus efficaces du revêtement à l'arc plasma de la couche d'acier inoxydable duplex 2205 se situent entre : courant 90 A ~ 110 A, vitesse de soudage 4 mm / s ~ 6 mm / s, vitesse d'alimentation du fil 50 mm / s ~ 70 mm / s, débit de gaz ionique de 1,5 L / min.
2. Optimisation des paramètres du procédé de formation de la couche de revêtement par fusion basée sur la méthode des surfaces de réponse
La méthode des surfaces de réponse (MSR) combine la planification expérimentale et les techniques statistiques d'optimisation. L'analyse des données expérimentales permet d'obtenir, à partir des facteurs d'influence et des valeurs de réponse, une fonction d'ajustement et une carte de surface tridimensionnelle. Cette représentation reflète intuitivement la relation entre les facteurs d'influence et les valeurs de réponse lors des essais réels et possède un potentiel prédictif et d'optimisation. C'est pourquoi la MSR a été choisie dans le cadre d'un plan d'expériences composite centré (PCC) pour développer un programme d'optimisation de procédé. Ce programme explore la relation entre le courant, la vitesse de soudage, la vitesse d'alimentation du fil et le taux de dilution de la couche de revêtement par fusion, ainsi que le rapport d'aspect. Une modélisation mathématique, basée sur les paramètres du procédé, le taux de dilution et le rapport d'aspect, permet de prédire la qualité de la couche de revêtement par fusion.

2.1 L'influence des paramètres de procédé sur le taux de dilution de la couche de revêtement.

Tableau 3.8 Résultats et vérification de l'optimisation du processus