3.1.2　熔覆工艺参数优化

在第2章中已经讨论过影响熔覆质量的工艺参数，不同的熔覆体系其最佳工艺也不同。对镍基Ni15A体系而言，主要考虑优化熔覆电流和扫描速度两个重要参数，并采用3个水平因素进行优化，以熔覆层的宏观形貌作为参数优化的标准。选择混合粉末Ni15A∶Ti为7∶3的混合粉末作为试验测试基准，熔覆工艺的其他参数为电压220V，送粉量20g/min，主气（氩气）2L/min，保护气（氩气）6L/min，送粉气（氮气）3L/min。按照表3.2的内容进行正交试验，对熔覆层的熔覆电流和扫描速度进行优化。

表3.2　试验因素和影响水平

图3.3是熔覆电流为80A、90A、100A三种扫描速度下的熔覆层宏观形貌（彩图参见目录中二维码），表3.3是正交实验结果。可以看出在熔覆电流为80A、扫描速度为3mm/s时熔覆层的宏观形貌和成型性最优，无裂纹、气孔、咬边等缺陷。当熔覆电流为80A时，扫描速度为4mm/s和5mm/s时，熔覆层出现了微观裂纹。当熔覆电流为90A时，在3mm/s扫描速度下，熔覆层出现了较大的裂纹，这是由于随着功率的增大，扫描速度较低，熔覆层内具有较大的热应力，在熔覆层凝固后出现了较大的残余应力，使熔覆层出现了裂纹。随着扫描速度的增大，在大的熔覆功率下，基体稀释率较大。送粉率一定时，大的扫描速度下熔覆粉末不能完全填充熔池，造成了咬边现象。当熔覆电流为100A时，较大的功率使较低的扫描速度3mm/s下应力裂纹更多，并且随着扫描速度的增大，大的熔覆电流造成了熔覆层内合金元素的烧损，使熔覆层出现咬边和微观气孔现象。

图3.3　正交实验熔覆层形貌图

（a）ST1；（b）ST2；（c）ST3；（d）ST4；（e）ST5；（f）ST6；（g）ST7；（h）ST8；（i）ST9

表3.3　实验因素水平和表面熔覆层成型性

通过表3.3正交实验结果的分析对比，总结出熔覆层的最佳工艺参数如表3.4所示。

表3.4　等离子熔覆最佳工艺参数