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

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

Con l'aumento della velocità di saldatura, la profondità di fusione dello strato di rivestimento diminuisce, l'altezza dello strato mostra prima una brusca diminuzione e poi diminuisce lentamente, la larghezza diminuisce. Quando la velocità di saldatura è di 4 mm/s, con l'aumento del metallo di rivestimento fino a un certo punto, la profondità di fusione è di 1,17 mm, in questo momento, l'apporto di calore per unità di lunghezza non è sufficiente a fondere ulteriormente il materiale di base, lo strato di rivestimento fuso continua ad accumularsi fino a raggiungere un'altezza di 4,34 mm; la velocità di saldatura aumenta a 5 mm/s, l'apporto di calore per unità di lunghezza e la quantità di filo alimentato si riducono, quindi la profondità di fusione, l'altezza dello strato e la larghezza si riducono; se la velocità di saldatura continua ad aumentare, come menzionato sopra, l'apporto di calore è insufficiente in questo momento, solo una piccola parte del materiale di base può fondersi, l'altezza dello strato di rivestimento fuso mostra prima una brusca diminuzione e poi diminuisce lentamente, la larghezza si riduce. Se la velocità di saldatura continua ad aumentare, come menzionato in precedenza, l'apporto di calore in questa fase 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 in misura minore.

1.3 Influenza della velocità di alimentazione del filo sulla formatura dello strato di rivestimento

Tabella 3.3 Dimensioni geometriche della sezione trasversale dello strato di rivestimento con diverse velocità di alimentazione 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 di calore per unità di lunghezza è determinato, e con l'aumento 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, e quando l'apporto di calore non è sufficiente a fondere completamente l'intero strato di rivestimento, la parte del materiale di base si fonde meno, quindi la profondità di fusione diminuisce e l'altezza dello strato aumenta, e la capacità di diffusione del metallo di rivestimento vicino alla parte del materiale di base si deteriora, quindi la larghezza diminuisce rapidamente. La larghezza diminuirà rapidamente.

In sintesi, i parametri di processo efficaci per il rivestimento ad arco plasma di uno strato di acciaio inossidabile duplex 2205 sono i seguenti: corrente 90 A ~ 110 A, velocità di saldatura 4 mm/s ~ 6 mm/s, velocità di alimentazione del filo 50 mm/s ~ 70 mm/s, portata del gas ionico di 1,5 L/min.
2. Ottimizzazione dei parametri del processo di formazione dello strato di rivestimento per fusione basata sul metodo della superficie di risposta.
Il metodo della superficie di risposta (RSM, Response Surface Method) è una combinazione di progettazione sperimentale e tecniche statistiche di ottimizzazione. L'analisi dei dati di prova può essere derivata dal fattore di impatto e dal valore di risposta della funzione di adattamento e dalla mappa di superficie tridimensionale, in grado di riflettere intuitivamente la relazione tra il fattore di impatto e il valore di risposta del test effettivo, con un ruolo predittivo e di ottimizzazione. Sulla base dei motivi sopra esposti, la selezione dell'RSM nel progetto composito centrale (CCD, Central Composite Design) per sviluppare un programma di ottimizzazione del processo, per esplorare la corrente, la velocità di saldatura, la velocità di alimentazione del filo e il tasso di diluizione dello strato di rivestimento di fusione, il rapporto di aspetto della relazione tra corrente, velocità di saldatura, velocità di alimentazione del filo e tasso di diluizione dello strato di rivestimento di fusione, e la modellazione matematica, derivata dai parametri di processo e dal tasso di diluizione, rapporto di aspetto della funzione, per ottenere la previsione della qualità dello strato di rivestimento di fusione.

2.1 L'influenza dei parametri di processo sul tasso di diluizione dello strato di rivestimento.

Tabella 3.8 Risultati e verifica dell'ottimizzazione del processo