All'aumentare della corrente, la profondità e la larghezza dello strato di rivestimento aumentano e l'altezza dello strato diminuisce. Ciò è dovuto all'aumento di corrente: il calore generato non solo fonde il metallo di rivestimento, ma anche parte della fusione del substrato, del rivestimento e della miscelazione del substrato, in modo che l'intero strato di rivestimento ceda, con conseguente aumento della profondità di fusione e diminuzione dell'altezza dello strato; inoltre, l'aumento di corrente rende l'arco al plasma più grossolano, aumentando l'intervallo di temperatura della sorgente di calore, la capacità di diffusione del bagno fuso nel substrato è maggiore, quindi l'ampiezza del bagno fuso aumenta.
1.2 L'effetto disaldaturavelocità nello stampaggio dello strato di rivestimento fuso

Tabella 3.2 Geometria trasversale degli strati di rivestimento fusi con diverse velocità di saldatura

Con l'aumentare della velocità di saldatura, la profondità di fusione dello strato di rivestimento diminuisce, l'altezza dello strato mostra inizialmente una brusca diminuzione e poi si riduce lentamente, con una riduzione della larghezza. Quando la velocità di saldatura è di 4 mm/s, con un certo aumento del metallo di rivestimento, la profondità di fusione è di 1,17 mm. In questo momento, l'apporto termico per unità di lunghezza non è sufficiente a far fondere ulteriormente il materiale di base, lo strato di rivestimento di fusione continua ad accumularsi fino a raggiungere un'altezza di 4,34 mm; la velocità di saldatura aumenta a 5 mm/s, l'apporto termico per unità di lunghezza e la quantità di filo alimentato diminuiscono, con conseguente riduzione della profondità di fusione, dell'altezza e della larghezza dello strato; se la velocità di saldatura continua ad aumentare, come menzionato sopra, l'apporto termico è insufficiente in questo momento, solo una piccola parte del materiale di base può fondere, l'altezza dello strato di rivestimento di fusione mostra inizialmente una brusca diminuzione e poi si riduce lentamente, con una riduzione della larghezza. Se la velocità di saldatura continua ad aumentare, come detto sopra, l'apporto di calore in questo momento è insufficiente, solo una piccola parte del materiale di base può essere fusa, lo strato di rivestimento di fusione non sembra cedere, con conseguente maggiore riduzione della profondità di fusione, mentre l'altezza dello strato si riduce meno.

1.3 Influenza della velocità di avanzamento del filo sullo stampaggio dello strato di rivestimento

Tabella 3.3 Dimensioni geometriche della sezione trasversale dello strato di rivestimento con diverse velocità di avanzamento del filo.

All'aumentare della velocità di avanzamento del filo, la profondità e la larghezza dello strato di rivestimento diminuiscono e l'altezza dello strato aumenta. Ciò è dovuto al fatto che, quando la corrente e la velocità di saldatura sono determinate, l'apporto termico per unità di lunghezza è determinato e, con l'aumentare della velocità di avanzamento del filo, la quantità di filo d'apporto per unità di lunghezza aumenta e il metallo di rivestimento deve assorbire più calore. Quando l'apporto termico non è in grado di fondere completamente l'intero strato di rivestimento, la parte di materiale di base risulta meno fusa, quindi la profondità di fusione diminuisce e l'altezza dello strato aumenta. La capacità di diffusione del metallo di rivestimento vicino alla parte di materiale di base si deteriora, quindi la larghezza diminuisce rapidamente. La larghezza diminuirà rapidamente.

In sintesi, i parametri effettivi del processo di rivestimento ad arco plasma dello strato di acciaio inossidabile duplex 2205 variano da: corrente 90 A ~ 110 A, velocità di saldatura 4 mm/s ~ 6 mm/s, velocità di avanzamento del filo 50 mm/s ~ 70 mm/s, portata del gas ionico di 1,5 L/min.
2 Basato sul metodo della superficie di risposta per l'ottimizzazione dei parametri del processo di formazione dello strato di rivestimento di fusione
Il metodo della superficie di risposta (RSM) è una combinazione di progettazione sperimentale e tecniche statistiche di ottimizzazione. L'analisi dei dati di prova, derivata dal fattore di impatto e dal valore di risposta della funzione di adattamento e dalla mappa tridimensionale della superficie, può riflettere intuitivamente il fattore di impatto e il valore di risposta. La relazione tra il test effettivo e il fattore di impatto svolge un ruolo predittivo e di ottimizzazione. Sulla base delle ragioni sopra esposte, la scelta del metodo RSM nella progettazione del composito centrale (CCD) per sviluppare un programma di ottimizzazione del processo, al fine di esplorare la corrente, la velocità di saldatura, la velocità di avanzamento del filo e il tasso di diluizione dello strato di rivestimento per fusione, il rapporto d'aspetto della relazione tra corrente, velocità di saldatura, velocità di avanzamento del filo e il tasso di diluizione dello strato di rivestimento per fusione, e la modellazione matematica, derivata dai parametri di processo e dal tasso di diluizione, il rapporto d'aspetto della funzione, per ottenere la previsione della qualità dello strato di rivestimento per fusione.

2.1 L'influenza dei parametri di processo sulla velocità di diluizione dello strato di rivestimento.

Tabella 3.8 Risultati e verifica dell'ottimizzazione del processo