A medida que aumenta la corriente, la profundidad y el ancho de la capa de revestimiento aumentan, mientras que su altura disminuye. Esto se debe a que, al aumentar la corriente, el calor generado no solo funde el metal del revestimiento, sino también parte del sustrato, produciéndose una mezcla entre ambos. Como resultado, la capa de revestimiento se hunde en su conjunto, aumentando la profundidad de fusión y disminuyendo su altura. Por otro lado, al aumentar la corriente, el arco de plasma se vuelve más grueso, lo que incrementa el rango de temperatura de la fuente de calor y aumenta la capacidad de propagación del baño de fusión en el sustrato, incrementando así su ancho.
1.2 El efecto desoldaduravelocidad en el moldeo de la capa de revestimiento fundida

Tabla 3.2 Geometría de la sección transversal de las capas de revestimiento fundidas con diferentes velocidades de soldadura

Al aumentar la velocidad de soldadura, la profundidad de fusión de la capa de revestimiento disminuye, la altura de la capa experimenta primero una disminución brusca y luego se reduce gradualmente, al igual que su anchura. Cuando la velocidad de soldadura es de 4 mm/s, con un cierto aumento del metal de revestimiento, la profundidad de fusión es de 1,17 mm. En este punto, el aporte térmico por unidad de longitud no es suficiente para fundir aún más el material base, y la capa de revestimiento fusionada continúa acumulándose hasta alcanzar una altura de 4,34 mm. Al aumentar la velocidad de soldadura a 5 mm/s, el aporte térmico por unidad de longitud y la cantidad de alambre alimentado disminuyen, por lo que la profundidad de fusión, la altura de la capa y su anchura se reducen. Si la velocidad de soldadura sigue aumentando, como se mencionó anteriormente, el aporte térmico sigue siendo insuficiente, fundiéndose solo una pequeña parte del material base. La altura de la capa de revestimiento fusionada experimenta primero una disminución brusca y luego se reduce gradualmente, al igual que su anchura. Si la velocidad de soldadura continúa aumentando, como se mencionó anteriormente, el aporte de calor en este momento es insuficiente, solo se puede fundir una pequeña parte del material base, la capa de revestimiento de fusión no parece estar combándose, lo que resulta en una mayor reducción de la profundidad de fusión, mientras que la altura de la capa se reduce menos.

1.3 Influencia de la velocidad de alimentación del alambre en el moldeo de la capa de revestimiento

Tabla 3.3 Dimensiones geométricas de la sección transversal de la capa de revestimiento con diferentes velocidades de alimentación del alambre.

A medida que aumenta la velocidad de alimentación del alambre, la profundidad y el ancho de la capa de revestimiento disminuyen, mientras que la altura de la capa aumenta. Esto se debe a que, cuando la corriente y la velocidad de soldadura son constantes, el aporte térmico por unidad de longitud también lo es. Al aumentar la velocidad de alimentación del alambre, aumenta la cantidad de material de aporte por unidad de longitud, lo que exige que el metal de revestimiento absorba más calor. Si el aporte térmico no logra fundir completamente toda la capa de revestimiento, la parte del material base se funde menos, disminuyendo así la profundidad de fusión y aumentando la altura de la capa. Además, la capacidad de expansión del metal de revestimiento cerca del material base se deteriora, lo que provoca una rápida disminución del ancho.

En resumen, los parámetros efectivos del proceso de revestimiento por arco de plasma de la capa de acero inoxidable dúplex 2205 oscilan entre: corriente de 90 A a 110 A, velocidad de soldadura de 4 mm/s a 6 mm/s, velocidad de alimentación del alambre de 50 mm/s a 70 mm/s y caudal de gas iónico de 1,5 L/min.
2. Optimización de los parámetros del proceso de formación de la capa de revestimiento por fusión mediante el método de superficie de respuesta
El método de superficie de respuesta (MSR) combina el diseño experimental con técnicas estadísticas de optimización. Mediante el análisis de datos de prueba, se puede obtener el factor de impacto y el valor de respuesta de la función de ajuste, así como un mapa de superficie tridimensional. Este mapa refleja de forma intuitiva la relación entre el factor de impacto y el valor de respuesta de la prueba real, y tiene una función predictiva y de optimización. Por lo anterior, se seleccionó el MSR en el diseño compuesto central (DCC) para desarrollar un programa de optimización de procesos. Este programa explora la relación entre la corriente, la velocidad de soldadura, la velocidad de alimentación del alambre, la tasa de dilución de la capa de revestimiento de fusión y la relación de aspecto. A partir de estos parámetros, se derivan funciones de la tasa de dilución y la relación de aspecto para predecir la calidad de la capa de revestimiento de fusión.

2.1 La influencia de los parámetros del proceso en la tasa de dilución de la capa de revestimiento.

Tabla 3.8 Resultados de la optimización del proceso y verificación