1.1 L'effet du courant sur le moulage ducouche de revêtement
Actuel(A) | Dprofondeur (de fusion)(mm) | Fhauteur du sol(mm) | largeur(mm) |
70 | 0,19 | 4.26 | 16h41 |
80 | 0,35 | 4.07 | 17.08 |
90 | 0,88 | 3.43 | 17h48 |
100 | 1.03 | 2,73 | 17h58 |
110 | 1,25 | 2,65 | 18.14 |
Tableau 3.1 Géométrie de la section transversale de la couche de revêtement avec différents courants
À mesure que le courant augmente, la profondeur et la largeur de la couche de revêtement augmentent et la hauteur de la couche diminue. Cela est dû à l'augmentation du courant, la chaleur générée fera non seulement fondre le métal de revêtement, mais également une partie de la fusion du substrat, du revêtement et du mélange du substrat, de sorte que la couche de revêtement dans son ensemble s'affaissera, ce qui entraînera une augmentation de la profondeur de fusion, la hauteur de la couche diminue ; et augmentez le courant, ce qui rend l'arc plasma plus grossier, augmentez la plage de température de la source de chaleur, le pool fondu dans la capacité de propagation du substrat est plus fort, de sorte que la largeur du pool fondu augmente.
1.2 L'effet desoudagevitesse de moulage de la couche de revêtement fondue
Vitesse de soudage(mm/s) | Dprofondeur (de fusion)(mm) | Fhauteur du sol(mm) | largeur(mm) |
4 | 1.17 | 4.34 | 17.61 |
5 | 1.06 | 2,73 | 17h58 |
6 | 0,35 | 2,61 | 16.96 |
7 | 0,13 | 2,55 | 15.01 |
8 | — | — | — |
Tableau 3.2 Géométrie en coupe transversale des couches de revêtement fondues avec différentes vitesses de soudage
Avec l'augmentation de la vitesse de soudage, la profondeur de fusion de la couche de revêtement diminue, la hauteur de la couche montre d'abord une forte diminution puis diminue lentement, la largeur diminue. Lorsque la vitesse de soudage est de 4 mm/s, avec l'augmentation du métal de revêtement dans une certaine mesure, la profondeur de fusion est de 1,17 mm, à ce moment, l'apport de chaleur par unité de longueur ne peut pas faire fondre davantage le matériau de base, la couche de revêtement par fusion continue à s'empiler jusqu'à une hauteur de couche de 4,34 mm ; la vitesse de soudage augmente jusqu'à 5 mm/s, l'apport de chaleur par unité de longueur, la quantité d'alimentation en fil sont réduites, de sorte que la profondeur de fusion, la hauteur de couche et la largeur sont réduites ; si la vitesse de soudage continue d'augmenter, comme mentionné ci-dessus, l'apport de chaleur est insuffisant à ce moment, seule une petite partie du matériau de base peut fondre, la hauteur de la couche de revêtement par fusion montre d'abord une forte diminution puis devient lentement plus petite, la largeur est réduit. Si la vitesse de soudage continue d'augmenter, comme mentionné ci-dessus, l'apport de chaleur à ce moment est insuffisant, seule une petite partie du matériau de base peut fondre, la couche de revêtement par fusion ne semble pas s'affaisser, ce qui entraîne une plus grande réduction de la profondeur de fusion, tandis que la hauteur de la couche est moins réduite.
1.3 Influence de la vitesse de dévidage du fil sur le moulage de la couche de gainage
Dévidage du fil accéléré(mm/s) | Dprofondeur (de fusion)(mm) | Fhauteur du sol(mm) | largeur(mm) |
40 | 1,43 | 2.24 | 19.91 |
50 | 1,25 | 2,56 | 18.86 |
60 | 1.03 | 2,73 | 17h58 |
70 | 0,71 | 3.46 | 15.82 |
80 | 0,16 | 5.16 | 14h20 |
Tableau 3.3 Dimensions géométriques de la section transversale de la couche de gainage avec différentes vitesses d'alimentation en fil.
À mesure que la vitesse d'alimentation du fil augmente, la profondeur et la largeur de la couche de revêtement diminuent et la hauteur de la couche augmente. Cela est dû au fait que lorsque le courant et la vitesse de soudage sont certains, l'apport de chaleur par unité de longueur est certain, et avec l'augmentation de la vitesse d'alimentation du fil, la quantité de fil d'apport par unité de longueur augmente et les besoins en métal de revêtement pour absorber plus de chaleur, et lorsque l'apport de chaleur est incapable de faire fondre complètement toute la couche de revêtement, la partie du matériau de base est moins fondue, donc la profondeur de fusion diminue, la hauteur de la couche augmente et la capacité d'étalement du revêtement métal proche du matériau de base la pièce se détériore, donc la largeur diminue rapidement. La largeur diminuera rapidement.
En résumé, les paramètres efficaces du processus de revêtement à arc plasma 2205 duplex en acier inoxydable vont de : courant 90 A ~ 110 A, vitesse de soudage 4 mm/s ~ 6 mm/s, vitesse d'alimentation du fil 50 mm/s ~ 70 mm/s, le débit de gaz ionique de 1,5 L/min.
2 Basé sur la méthode de surface de réponse d'optimisation des paramètres du processus de formation de couche de gainage par fusion
La méthode de surface de réponse (méthode de surface de réponse, RSM) est une combinaison de conception expérimentale et de techniques statistiques de méthodes d'optimisation, l'analyse des données de test, peut être dérivée du facteur d'impact et de la valeur de réponse de la fonction d'ajustement et de la carte de surface tridimensionnelle. , peut refléter intuitivement le facteur d'impact et la valeur de réponse de la relation entre le test réel a un rôle prédictif et d'optimisation. Sur la base des raisons ci-dessus, la sélection du RSM dans la conception composite centrale (Conception composite centrale, CCD) pour développer un programme d'optimisation des processus, pour explorer le courant, la vitesse de soudage, la vitesse d'alimentation du fil et le taux de dilution de la couche de gainage par fusion, le rapport d'aspect de la relation entre le courant, la vitesse de soudage, la vitesse d'alimentation du fil et le taux de dilution de la couche de gainage par fusion, et la modélisation mathématique, dérivée des paramètres du processus et du taux de dilution, du rapport d'aspect de la fonction, pour réaliser la prédiction de la qualité de la couche de gainage par fusion.
2.1 L'influence des paramètres du procédé sur le taux de dilution de la couche de revêtement.
Tableau 3.8 Résultats et vérification de l'optimisation des processus
Groupe | X1(A) | X2(mm·s-1) | X3(mm·s-1) | taux de dilution(%) | rapport hauteur/largeur |
Groupe de prédiction | 99 | 6 | 50 | 14.8 | 4.36 |
Groupe d'essais 1 | 99 | 6 | 50 | 13.9 | 4.13 |
Groupe d'essais 2 | 99 | 6 | 50 | 15,5 | 4,56 |
Groupe d'essais 3 | 99 | 6 | 50 | 14.3 | 4.27 |
Erreur moyenne | 2.9 | 2.3 |
(Soudage PTA par Shanghai Duomu)
Figure 3.16 Résultats des tests des paramètres de processus optimaux (a) Groupe de tests 1 ; (b) Groupe d'essais 2 ; (c) Groupe de tests 3
Une couche de revêtement de haute qualité cherche à avoir un faible taux de dilution et un grand rapport d’aspect. Les paramètres de processus optimaux sont : courant 99 A, vitesse de soudage 6 mm-s-1, vitesse d'alimentation en fil 50 mm-s-1. Le taux de dilution moyen de la couche de revêtement préparée selon le processus optimal est d'environ 14,6 %, le rapport d'aspect moyen est de 4,33 et l'erreur moyenne entre la valeur de prédiction du modèle et la valeur expérimentale est inférieure à 5 %, ce qui indique que le modèle a un haut degré de précision et la qualité de la couche de revêtement formée selon le processus optimal est bonne.
Heure de publication : 31 janvier 2024