1.1 El efecto de la corriente en el moldeado delcapa de revestimiento
Actual(A) | Depth (de fusión)(mm) | Faltura del piso(mm) | ancho(mm) |
70 | 0,19 | 4.26 | 16.41 |
80 | 0,35 | 4.07 | 17.08 |
90 | 0,88 | 3.43 | 17.48 |
100 | 1.03 | 2.73 | 17,58 |
110 | 1.25 | 2,65 | 18.14 |
Tabla 3.1 Geometría de la sección transversal de la capa de revestimiento con diferentes corrientes
A medida que aumenta la corriente, la profundidad y el ancho de la capa de revestimiento aumentan y la altura de la capa disminuye. Esto se debe al aumento de la corriente, el calor generado no solo derretirá el metal del revestimiento, sino que también se funde parte del sustrato, se produce el revestimiento y la mezcla del sustrato, de modo que la capa de revestimiento en su conjunto se hunde, lo que resulta en un aumento en la profundidad de fusión, la altura de la capa disminuye; y aumenta la corriente, lo que hace que el arco de plasma sea más grueso, aumenta el rango de temperatura de la fuente de calor, la capacidad de dispersión del charco fundido en el sustrato es más fuerte, por lo que aumenta el ancho del charco fundido.
1.2 El efecto desoldaduraVelocidad en el moldeado de la capa de revestimiento fundida.
Velocidad de soldadura(mm/s) | Depth (de fusión)(mm) | Faltura del piso(mm) | ancho(mm) |
4 | 1.17 | 4.34 | 17.61 |
5 | 1.06 | 2.73 | 17,58 |
6 | 0,35 | 2.61 | 16,96 |
7 | 0,13 | 2.55 | 15.01 |
8 | — | — | — |
Tabla 3.2 Geometría de la sección transversal de capas de revestimiento fundidas con diferentes velocidades de soldadura
Con el aumento de la velocidad de soldadura, la profundidad de fusión de la capa de revestimiento disminuye, la altura de la capa muestra primero una fuerte disminución y luego lentamente se vuelve más pequeña, el ancho disminuye. Cuando la velocidad de soldadura es de 4 mm/s, con el aumento del metal de revestimiento hasta cierto punto, la profundidad de fusión es de 1,17 mm; en este momento, la entrada de calor por unidad de longitud no puede hacer que el material base se derrita aún más. la capa de revestimiento de fusión continúa acumulándose hasta alcanzar la altura de la capa de 4,34 mm; la velocidad de soldadura aumenta a 5 mm/s, el aporte de calor por unidad de longitud, la cantidad de alimentación de alambre se reducen, por lo que se reducen la profundidad de fusión, la altura de la capa y el ancho; Si la velocidad de soldadura continúa aumentando, como se mencionó anteriormente, la entrada de calor es insuficiente en este momento, solo una pequeña parte del material base puede fundirse, la altura de la capa de revestimiento de fusión muestra una fuerte disminución primero y luego lentamente se vuelve más pequeña, el ancho es reducido. 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 combada, 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 moldeado de la capa de revestimiento
Alimentación de alambre acelerada(mm/s) | Depth (de fusión)(mm) | Faltura del piso(mm) | ancho(mm) |
40 | 1.43 | 2.24 | 19,91 |
50 | 1.25 | 2.56 | 18,86 |
60 | 1.03 | 2.73 | 17,58 |
70 | 0,71 | 3.46 | 15,82 |
80 | 0,16 | 5.16 | 14.20 |
Tabla 3.3 Dimensiones geométricas de la sección transversal de la capa de revestimiento con diferentes velocidades de alimentación de alambre.
A medida que aumenta la velocidad de alimentación del alambre, la profundidad y el ancho de la capa de revestimiento disminuyen y la altura de la capa aumenta. Esto se debe al hecho de que cuando la corriente y la velocidad de soldadura son ciertas, la entrada de calor por unidad de longitud es cierta, y con el aumento de la velocidad de alimentación del alambre, la cantidad de alambre de relleno por unidad de longitud aumenta y el metal de revestimiento necesita para absorber más calor, y cuando el aporte de calor no puede derretir completamente toda la capa de revestimiento, la parte del material base se funde menos, por lo que la profundidad de fusión disminuye, la altura de la capa aumenta y la capacidad de extensión del revestimiento El metal cercano a la parte del material base se deteriora, por lo que el ancho disminuye rápidamente. El ancho disminuirá rápidamente.
En resumen, los parámetros efectivos del proceso de la capa de acero inoxidable dúplex 2205 del revestimiento de arco de plasma varían desde: corriente 90 A ~ 110 A, velocidad de soldadura 4 mm/s ~ 6 mm/s, velocidad de alimentación del alambre 50 mm/s ~ 70 mm/s, el caudal de gas iónico de 1,5 l/min.
2 Basado en el método de superficie de respuesta de la capa de revestimiento de fusión que forma la optimización de los parámetros del proceso
El método de superficie de respuesta (método de superficie de respuesta, RSM) es una combinación de diseño experimental y técnicas estadísticas de métodos de optimización, el análisis de datos de prueba, que se puede derivar del factor de impacto y el valor de respuesta de la función de ajuste y el mapa de superficie tridimensional. , Puede reflejar intuitivamente el factor de impacto y el valor de respuesta de la relación entre la prueba real y tiene un papel predictivo y de optimización. Con base en las razones anteriores, la selección de RSM en el diseño compuesto central (Diseño compuesto central, CCD) para desarrollar un programa de optimización de procesos, para explorar la corriente, la velocidad de soldadura, la velocidad de alimentación del alambre y la tasa de dilución de la capa de revestimiento de fusión, la relación de aspecto de la relación entre la corriente, la velocidad de soldadura, la velocidad de alimentación del alambre y la tasa de dilución de la capa de revestimiento de fusión, y el modelado matemático, derivado de los parámetros del proceso y la tasa de dilución, relación de aspecto de la función, para lograr la predicción de 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 y verificación de la optimización del proceso
Grupo | X1(A) | X2(mm·s-1) | X3(mm·s-1) | relación de dilución(%) | relación de aspecto |
Grupo de predicción | 99 | 6 | 50 | 14.8 | 4.36 |
Grupo de prueba 1 | 99 | 6 | 50 | 13.9 | 4.13 |
Grupo de prueba 2 | 99 | 6 | 50 | 15.5 | 4.56 |
Grupo de prueba 3 | 99 | 6 | 50 | 14.3 | 4.27 |
error promedio | 2.9 | 2.3 |
(Soldadura PTA por Shanghai Duomu)
Figura 3.16 Resultados de la prueba de parámetros óptimos del proceso (a) Grupo de prueba 1; (b) grupo de prueba 2; (c) Grupo de prueba 3
Una capa de revestimiento de alta calidad debe tener una tasa de dilución pequeña y una relación de aspecto grande. Los parámetros óptimos del proceso son: corriente 99 A, velocidad de soldadura 6 mm-s-1, velocidad de alimentación del alambre 50 mm-s-1. La tasa de dilución promedio de la capa de revestimiento preparada bajo el proceso óptimo es de aproximadamente 14,6%, la relación de aspecto promedio es 4,33 y el error promedio entre el valor de predicción del modelo y el valor experimental es inferior al 5%, lo que indica que el modelo tiene un alto grado de precisión y la calidad de la capa de revestimiento formada bajo el proceso óptimo es buena.
Hora de publicación: 31 de enero de 2024