À medida que a corrente aumenta, a profundidade e a largura da camada de revestimento aumentam, enquanto a altura da camada diminui. Isso ocorre porque, com o aumento da corrente, o calor gerado não apenas funde o metal de revestimento, mas também parte do substrato, causando a mistura entre revestimento e substrato. Consequentemente, a camada de revestimento como um todo afunda, resultando em um aumento na profundidade de fusão e uma diminuição na altura da camada. Além disso, o aumento da corrente torna o arco de plasma mais grosseiro, amplia a faixa de temperatura da fonte de calor e aumenta a capacidade de espalhamento da poça de fusão no substrato, resultando em um aumento na largura da poça de fusão.
1.2 O efeito desoldagemvelocidade de moldagem da camada de revestimento fundido

Tabela 3.2 Geometria da seção transversal das camadas de revestimento fundido com diferentes velocidades de soldagem

Com o aumento da velocidade de soldagem, a profundidade de fusão da camada de revestimento diminui, a altura da camada apresenta inicialmente uma queda acentuada e, em seguida, diminui gradualmente, assim como a largura. Quando a velocidade de soldagem é de 4 mm/s, com o aumento da quantidade de metal de revestimento até certo ponto, a profundidade de fusão é de 1,17 mm. Nesse momento, a entrada de calor por unidade de comprimento não é suficiente para fundir ainda mais o material base, e a camada de revestimento fundida continua a acumular-se até atingir uma altura de 4,34 mm. Ao aumentar a velocidade de soldagem para 5 mm/s, a entrada de calor por unidade de comprimento e a quantidade de arame alimentado diminuem, resultando na redução da profundidade de fusão, da altura e da largura da camada. Se a velocidade de soldagem continuar a aumentar, como mencionado anteriormente, a entrada de calor torna-se insuficiente, fundindo apenas uma pequena parte do material base. A altura da camada de revestimento fundida apresenta inicialmente uma queda acentuada e, em seguida, diminui gradualmente, assim como a largura. Se a velocidade de soldagem continuar aumentando, como mencionado acima, a entrada de calor neste momento será insuficiente, apenas uma pequena parte do material base poderá ser fundida, a camada de revestimento por fusão não apresentará deformação, resultando em uma maior redução na profundidade de fusão, enquanto a altura da camada será reduzida menos.

1.3 Influência da velocidade de alimentação do arame na moldagem da camada de revestimento

Tabela 3.3 Dimensões geométricas da seção transversal da camada de revestimento com diferentes velocidades de alimentação do fio.

À medida que a velocidade de alimentação do arame aumenta, a profundidade e a largura da camada de revestimento diminuem, enquanto a altura da camada aumenta. Isso ocorre porque, quando a corrente e a velocidade de soldagem são constantes, a entrada de calor por unidade de comprimento também é constante. Com o aumento da velocidade de alimentação do arame, a quantidade de arame de enchimento por unidade de comprimento aumenta, exigindo que o metal de revestimento absorva mais calor. Como a entrada de calor não é suficiente para fundir completamente toda a camada de revestimento, menos material base é fundido, resultando em uma diminuição da profundidade de fusão e um aumento da altura da camada. Além disso, a capacidade de espalhamento do metal de revestimento próximo ao material base se deteriora, levando a uma rápida redução da largura.

Em resumo, os parâmetros efetivos do processo de revestimento por arco de plasma em aço inoxidável duplex 2205 variam entre: corrente de 90 A a 110 A, velocidade de soldagem de 4 mm/s a 6 mm/s, velocidade de alimentação do arame de 50 mm/s a 70 mm/s e vazão de gás iônico de 1,5 L/min.
2. Com base no método de superfície de resposta para otimização dos parâmetros do processo de formação da camada de revestimento por fusão, realiza-se a otimização dos parâmetros do processo.
O método de superfície de resposta (RSM) é uma combinação de planejamento experimental e técnicas estatísticas de otimização. A análise de dados de teste permite derivar, a partir do fator de impacto e do valor de resposta, uma função de ajuste e um mapa de superfície tridimensional. Este método reflete intuitivamente a relação entre o fator de impacto e o valor de resposta no teste real, desempenhando um papel preditivo e de otimização. Com base nesses motivos, o RSM foi selecionado no planejamento composto central (CCD) para desenvolver um programa de otimização de processo. O objetivo foi explorar a relação entre a corrente, a velocidade de soldagem, a velocidade de alimentação do arame e a taxa de diluição da camada de revestimento por fusão, bem como a relação de aspecto. A modelagem matemática, derivada dos parâmetros do processo e da função de taxa de diluição e relação de aspecto, permitiu prever a qualidade da camada de revestimento por fusão.

2.1 A influência dos parâmetros do processo na taxa de diluição da camada de revestimento.

Tabela 3.8 Resultados da otimização do processo e verificação