ככל שהזרם עולה, עומק ורוחב שכבת החיפוי עולים וגובה השכבה יורד. הסיבה לכך היא שהזרם עולה, החום שנוצר לא רק יגרום למתיכת מתכת החיפוי, אלא גם להיתוך חלק מהמצע, חיפוי וערבוב מצע, כך ששכבת החיפוי כולה שוקעת, וכתוצאה מכך עומק ההיתוך עולה וגובה השכבה יורד; הזרם עולה, מה שהופך את קשת הפלזמה לגסה יותר, טווח הטמפרטורות של מקור החום מגדיל ויכולת ההתפשטות של בריכת המותכת במצע חזקה יותר, ולכן רוחב בריכת המותכת עולה.
1.2 ההשפעה שלהַלחָמָהמהירות יציקת שכבת החיפוי המותכת

טבלה 3.2 גיאומטריית חתך של שכבות חיפוי מותך עם מהירויות ריתוך שונות

עם העלייה במהירות הריתוך, עומק ההיתוך של שכבת החיפוי יורד, גובה השכבה יורד תחילה בחדות ולאחר מכן קטן בהדרגה, והרוחב יורד. כאשר מהירות הריתוך היא 4 מ"מ/שנייה, עם העלייה במתכת החיפוי במידה מסוימת, עומק ההיתוך הוא 1.17 מ"מ, בשלב זה, קלט החום ליחידת אורך אינו יכול לגרום לחומר הבסיס להתיך עוד יותר, שכבת החיפוי ממשיכה להצטבר לגובה של 4.34 מ"מ; מהירות הריתוך עולה ל-5 מ"מ/שנייה, קלט החום ליחידת אורך וכמות הזנת החוט מצטמצמים, כך שעומק ההיתוך, גובה השכבה והרוחב מצטמצמים; אם מהירות הריתוך ממשיכה לעלות, כפי שצוין לעיל, קלט החום אינו מספיק בשלב זה, רק חלק קטן מחומר הבסיס יכול להימס, גובה שכבת החיפוי יורד בתחילה בחדות ולאחר מכן קטן בהדרגה, והרוחב מצטמצם. אם מהירות הריתוך ממשיכה לעלות, כפי שצוין לעיל, קלט החום בשלב זה אינו מספיק, רק חלק קטן מחומר הבסיס יכול להתיך, שכבת ציפוי ההיתוך אינה נראית שוקעת, וכתוצאה מכך מופחתת עומק ההיתוך באופן משמעותי יותר, בעוד שגובה השכבה מצטמצם פחות.

1.3 השפעת מהירות הזנת החוט על יציקת שכבת החיפוי

טבלה 3.3 ממדים גיאומטריים של חתך שכבת החיפוי עם מהירויות הזנת חוט שונות.

ככל שמהירות הזנת החוט עולה, עומק ורוחב שכבת החיפוי פוחתים וגובה השכבה עולה. זאת בשל העובדה שכאשר הזרם ומהירות הריתוך ודאיים, קלט החום ליחידת אורך ודאית, ועם העלייה במהירות הזנת החוט, כמות חוט המילוי ליחידת אורך עולה, ומתכת החיפוי צריכה לספוג יותר חום, וכאשר קלט החום אינו מסוגל להמיס לחלוטין את כל שכבת החיפוי, חלק חומר הבסיס נמס פחות, כך שעומק ההיתוך פוחת, וגובה השכבה עולה, ויכולת ההתפשטות של מתכת החיפוי הקרובה לחלק חומר הבסיס מתדרדרת, כך שהרוחב פוחת במהירות. הרוחב יקטן במהירות.

לסיכום, פרמטרי התהליך האפקטיביים של ציפוי קשת פלזמה 2205 בשכבת נירוסטה דופלקס נעים בין: זרם 90A ~ 110A, מהירות ריתוך 4 מ"מ/שנייה ~ 6 מ"מ/שנייה, מהירות הזנת חוט 50 מ"מ/שנייה ~ 70 מ"מ/שנייה, וקצב זרימת גז יונים של 1.5 ליטר/דקה.
2 בהתבסס על שיטת משטח התגובה של אופטימיזציה של פרמטרי תהליך יצירת שכבת חיפוי היתוך
שיטת משטח התגובה (Response surface method, RSM) היא שילוב של תכנון ניסיוני וטכניקות סטטיסטיות של שיטות אופטימיזציה. ניתוח נתוני הבדיקה יכול להיגזר מגורם ההשפעה וערך התגובה של פונקציית ההתאמה ומפת משטח תלת-ממדית. ניתוח זה יכול לשקף באופן אינטואיטיבי את הקשר בין גורם ההשפעה וערך התגובה של הבדיקה בפועל, ויש לו תפקיד ניבוי ואופטימיזציה. בהתבסס על הסיבות לעיל, בחירת RSM בתכנון מרוכב מרכזי (Central composite design, CCD) היא פיתוח תוכנית אופטימיזציה של תהליכים, בחינת הזרם, מהירות הריתוך, מהירות הזנת החוט וקצב דילול שכבת ציפוי ההיתוך, יחס הממדים של הקשר בין הזרם, מהירות הריתוך, מהירות הזנת החוט וקצב דילול שכבת ציפוי ההיתוך, ומידול מתמטי, הנגזר מפרמטרי התהליך וקצב הדילול ויחס הממדים של הפונקציה, כדי להשיג ניבוי של איכות שכבת ציפוי ההיתוך.

2.1 השפעת פרמטרי התהליך על קצב הדילול של שכבת החיפוי.

טבלה 3.8 תוצאות אופטימיזציית תהליכים ואימות