С увеличением тока увеличивается глубина и ширина плакирующего слоя, а высота слоя уменьшается. Это связано с тем, что при увеличении тока выделяющееся тепло расплавляет не только плакирующий металл, но и часть подложки, что приводит к перемешиванию плакирующего слоя с подложкой, в результате чего весь плакирующий слой оседает, что приводит к увеличению глубины проплавления и уменьшению высоты слоя. С увеличением тока плазменная дуга становится более грубой, увеличивается температурный диапазон источника тепла, увеличивается способность расплавленной ванны к растеканию по подложке, поэтому ширина расплавленной ванны увеличивается.
1.2 Влияниесваркаскорость формования расплавленного слоя облицовки

Таблица 3.2 Геометрия поперечного сечения расплавленных слоев наплавки при различных скоростях сварки

С увеличением скорости сварки глубина проплавления плакирующего слоя уменьшается, высота слоя сначала резко уменьшается, а затем медленно уменьшается, ширина уменьшается. Когда скорость сварки составляет 4 мм / с, с увеличением плакирующего металла до определенной степени глубина проплавления составляет 1,17 мм, в это время подвод тепла на единицу длины не может заставить основной материал дальше плавиться, плакирующий слой продолжает накапливаться высота слоя высотой 4,34 мм; скорость сварки увеличивается до 5 мм / с, подвод тепла на единицу длины, количество подаваемой проволоки уменьшаются, поэтому глубина проплавления, высота слоя, ширина уменьшаются; если скорость сварки продолжает увеличиваться, как упоминалось выше, в это время подвод тепла недостаточен, может расплавиться только небольшая часть основного материала, высота плакирующего слоя сначала резко уменьшается, а затем медленно становится меньше, ширина уменьшается. Если скорость сварки продолжает увеличиваться, как упоминалось выше, то в этот момент подвод тепла недостаточен, расплавляется лишь незначительная часть основного материала, провисание слоя наплавления не наблюдается, что приводит к большему уменьшению глубины проплавления, тогда как высота слоя уменьшается меньше.

1.3 Влияние скорости подачи проволоки на формование плакирующего слоя

Таблица 3.3 Геометрические размеры поперечного сечения наплавочного слоя при различных скоростях подачи проволоки.

С увеличением скорости подачи проволоки глубина и ширина плакирующего слоя уменьшаются, а высота слоя увеличивается. Это связано с тем, что при определённых силе тока и скорости сварки определён погонный расход тепла, а с увеличением скорости подачи проволоки увеличивается количество присадочной проволоки на единицу длины, и плакирующий металл должен поглощать больше тепла. Если подводимого тепла недостаточно для полного расплавления всего плакирующего слоя, основной металл проплавляется меньше, поэтому глубина проплавления уменьшается, а высота слоя увеличивается, при этом ухудшается растекаемость плакирующего металла вблизи основного материала, что приводит к быстрому уменьшению ширины. Ширина будет быстро уменьшаться.

Подводя итог, можно сказать, что эффективные параметры процесса плазменной наплавки дуплексной нержавеющей стали 2205 находятся в диапазоне: ток 90 А ~ 110 А, скорость сварки 4 мм/с ~ 6 мм/с, скорость подачи проволоки 50 мм/с ~ 70 мм/с, расход ионного газа 1,5 л/мин.
2. Оптимизация параметров процесса формирования наплавленного слоя на основе метода поверхности отклика.
Метод поверхности отклика (Response Surface Method, RSM) представляет собой сочетание экспериментального проектирования и статистических методов оптимизации методов, анализа данных испытаний, может быть выведен из импакт-фактора и значения отклика подгоночной функции и трехмерной карты поверхности, может интуитивно отражать импакт-фактор и значение отклика взаимосвязи между фактическим испытанием, имеет прогностическую, оптимизационную роль. Исходя из вышеизложенных причин, выбор RSM в центральном композитном проектировании (Central Composite Design, CCD) для разработки программы оптимизации процесса, для исследования тока, скорости сварки, скорости подачи проволоки и скорости разбавления слоя наплавления, соотношения сторон зависимости между током, скоростью сварки, скоростью подачи проволоки и скоростью разбавления слоя наплавления, и математического моделирования, выведенного из параметров процесса и скорости разбавления, соотношения сторон функции, для достижения прогнозирования качества слоя наплавления.

2.1 Влияние параметров процесса на скорость растворения плакирующего слоя.

Таблица 3.8 Результаты оптимизации процесса и проверки