重熔几何
在垂直于重熔纵轴的横截面上检查获得的表面重熔的几何形状(图1)。使用Supra TRD 15切割轮在Struers品牌的金相切割机Labotom 3上切割样品。
轮缘位移的线速度为37.2 m / s。轮以几个间隔以约10毫米/分钟的速度前进。在切割样品的过程中,用水对轮进行了充分的冷却。选择用于观察的样品表面是用粒度为150、500,较后为1000的砂纸在150 rpm的抛光垫转速下制备。在样品制备过程中,用水流将砂纸弄湿。
表征几何参数的测量
使用配备有VIDEOTRONIC CC20P摄像机的NEOPHOT 2光学显微镜,并使用先进的图像捕获和分析系统Multiscan v。08,进行重熔。测量重熔区域的宽度w和深度h。所采用的方法允许以0.01mm的精度读出参数w和h的值。
表1列出了重熔几何形状(宽度和深度)的结果或测量结果以及热效率和熔融效率的计算值。
3.结论
根据获得的测试结果,发现随着电流强度的增加和电弧扫描速度的降低,表面重熔的宽度和深度都增加。在电流强度I = 300 A,扫描速度vS = 200 mm / min时,获得较大宽度w = 17.8 mm,深度h = 3.2 mm。对于电流强度I = 100A和扫描速度vS = 800mm / min,获得较小的重熔宽度w = 3.5mm,深度h = 0.7mm。
在采用的GTAW工艺参数范围内,重熔宽度对电流强度的变化比对电弧扫描速度的变化更敏感。表征适用于MAR-M509合金铸件的表面重熔技术的技术参数的任何变化均会导致工艺的热效率和熔融效率发生显着差异。较高的电流强度和较低的电弧扫描速度导致电弧中产生的热量增加。因此,预热铸件吸收的热量也增加。与电流强度的增加有关的被铸件拦截的热量的增加速率低于电弧中产生的热量的相应增加速率。结果是热效率降低。电流强度和电弧扫描速度的增加导致熔化效率提高。较高的电流强度意味着较高的电能,并且较高的扫描速度会缩短重熔过程的持续时间,因此与将样品加热到刚好低于熔融温度的温度相关的热损失会减少。
所获得的结果使得可以确定一方面的热效率,熔融效率和重熔的几何参数与另一方面的重熔工艺的技术参数之间的关系。一方面的热效率与另一方面的电流强度和电弧扫描速度之间的关系由以下公式描述:
η= 0.0006·I – 0.0004·vs + 0.57(3)
该方程的统计参数:R = 0.98; R2 = 0.96;
F = 242.1; Δη= 0.018; α= 0.05。
一方面,熔化效率与电流强度和电弧扫描速度之间的关系由以下公式描述:
ηm= 0.0007·I + 0.0004·vs – 0.19(4)
该方程的统计参数:R = 0.92; R2 = 0.86;
F = 53.5; Δηm= 0.041; α= 0.05。
一方面,重熔宽度与电流强度和电弧扫描速度之间的关系由以下公式描述:
w = 0.04·I – 0.008·vs + 4.28(5)
该方程的统计参数:R = 0.96; R2 = 0.92;
F = 103.1; Δw= 1.05毫米; α= 0.05。
一方面重熔深度与另一方面的电流强度和电弧扫描速度之间的关系由以下公式描述:
h = 0.009·I – 0.0013·vs +0.69(6)
方程的统计参数:R = 0.99; R2 = 0.98;
F = 730.4; Δh= 0.08; α= 0.05。
所获得的具有高统计系数值的公式可以在工业实践中有效地用于评估应用于MAR-M509合金铸件的表面重熔过程中的热效率和熔融效率以及所获得的重熔图案的几何形状。通过GTAW方法进行的表面重熔工艺的技术参数。