À mesure que le courant augmente, la profondeur et la largeur de la couche de placage augmentent et sa hauteur diminue. En effet, l'augmentation du courant provoque la fusion du métal de placage, ainsi que d'une partie du substrat. Le placage et le substrat se mélangent, provoquant ainsi l'affaissement de la couche de placage, augmentant ainsi la profondeur de fusion et la hauteur de la couche. L'augmentation du courant rend l'arc plasma plus grossier, accroissant la plage de température de la source de chaleur et augmentant la capacité de propagation du bain de fusion dans le substrat, ce qui augmente sa largeur.
1.2 L'effet desoudagevitesse de moulage de la couche de revêtement fondue

Tableau 3.2 Géométrie de la section transversale des couches de revêtement fondues avec différentes vitesses de soudage

Avec l'augmentation de la vitesse de soudage, la profondeur de fusion du revêtement diminue : la hauteur de la couche diminue d'abord fortement, puis diminue progressivement, tandis que sa largeur diminue. À une vitesse de soudage de 4 mm/s, avec l'augmentation de la puissance du revêtement, la profondeur de fusion atteint 1,17 mm. À ce moment, l'apport de chaleur par unité de longueur ne suffit plus à faire fondre le matériau de base. Le revêtement continue de s'accumuler sur une hauteur de 4,34 mm. À une vitesse de soudage de 5 mm/s, l'apport de chaleur par unité de longueur et le débit de fil diminuent, réduisant ainsi la profondeur de fusion, la hauteur et la largeur de la couche. Si la vitesse de soudage continue d'augmenter, comme indiqué précédemment, l'apport de chaleur est insuffisant et seule une petite partie du matériau de base peut fondre. La hauteur de la couche de revêtement diminue ensuite fortement, puis diminue progressivement, tandis que sa largeur diminue. Si la vitesse de soudage continue d'augmenter, comme mentionné ci-dessus, l'apport de chaleur à ce moment est insuffisant, seule une petite partie du matériau de base peut être fondue, la couche de revêtement de fusion ne semble pas s'affaisser, ce qui entraîne une plus grande réduction 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 placage

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

À mesure que la vitesse d'alimentation du fil augmente, la profondeur et la largeur de la couche de placage diminuent, tandis que sa hauteur augmente. En effet, lorsque le courant et la vitesse de soudage sont constants, l'apport de chaleur par unité de longueur est constant. Or, avec l'augmentation de la vitesse d'alimentation du fil, la quantité de fil d'apport par unité de longueur augmente, ce qui nécessite une absorption de chaleur accrue par le métal de placage. Lorsque l'apport de chaleur ne parvient pas à fondre complètement la couche de placage, la partie du matériau de base est moins fondue. La profondeur de fusion diminue, la hauteur de la couche augmente et la capacité d'étalement du métal de placage à proximité de la partie du matériau de base se détériore, ce qui entraîne une diminution rapide de la largeur.

En résumé, les paramètres efficaces du processus de revêtement par arc plasma de la couche d'acier inoxydable duplex 2205 varient de : 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 Basé sur la méthode de surface de réponse de l'optimisation des paramètres du processus de formation de la couche de revêtement par fusion
La méthode des surfaces de réponse (RSM) combine la conception expérimentale et les techniques statistiques d'optimisation. L'analyse des données d'essai permet de déduire le facteur d'impact et la valeur de réponse de la fonction d'ajustement et de la cartographie de surface tridimensionnelle. Elle permet de refléter intuitivement la relation entre le facteur d'impact et la valeur de réponse de l'essai réel et joue un rôle prédictif et d'optimisation. Pour ces raisons, la RSM a été sélectionnée dans la conception composite centrale (CCD) pour développer un programme d'optimisation du procédé. Elle a permis d'étudier 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 hauteur/largeur de 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. Enfin, une modélisation mathématique, dérivée des paramètres du procédé, du taux de dilution et du rapport hauteur/largeur de la fonction, a permis de prédire la qualité de la couche de revêtement par fusion.

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

Tableau 3.8 Résultats et vérification de l'optimisation du processus