Geometri för omsmältningar

  Geometri för de erhållna ytsmältningarna undersöktes i ett tvärsnitt vinkelrätt mot omsmältningarnas längsgående axel (figur 1). Prover skars på metallografisk snitt-off-maskin Labotom 3 av märket Struers med hjälp av Supra TRD 15 skuren-off-hjul vid- linjär hastighet för hjulkantsförskjutningen på 37,2 ms. Hjulet fördes fram med en hastighet på cirka 10 mm/min, med flera intervall. Under skärning/off av proverna kyldes hjulet intensivt med vatten. Provytor som valts för observationer- förbereddes med slipande papper med kornstorlek 150, 500 och slutligen 1000 vid poleringsdynans rotationshastighet 150 rpm. Under beredning av prover fuktades slippapper med en vattenström.

Mätningar av geometriska parametrar som kännetecknar

   Omfördelningarna utfördes med hjälp av NEOPHOT 2 optiskt mikroskop utrustat med VIDEOTRONIC CC20P-videokamera med användning av avancerat bildtagnings- och analyssystem Multiscan v. 08. Bredd w och djup h på omsmältade områden mättes. Den antagna metoden tillät att avläsa värdena för parametrarna w och h med ennoggrannhet på 0,01 mm. 

   Resultat eller mätningar av omsmältningsgeometri (bredd och djup) och beräknade värden för värmeeffektivitet och smältningseffektivitet presenteras i tabell 1. 

3. Slutsatser

   Baserat på de erhållna testresultaten visade det sig att med ökande elektrisk strömintensitet och minskande ljusbågsavsökningshastighet ökar både bredden och djupet på ytan omsmältningar. Den största bredden w 17,8 mm och djupet h=3,2 mm erhölls vid den elektriska strömintensiteten I=300 A och skanningshastigheten vS=200 mm=min. Den minsta bredden w/3,5 mm och djupet h=0,7 mm omsmältning erhölls för den elektriska strömintensiteten I=100 A och skanningshastigheten vS=800 mm=min./ 

  I det antagna intervallet för GTAW-processparametrarna är omsmältningsbredden känsligare för strömintensitetsförändringarna än för variationen i den elektriska ljusbågsskanningshastigheten. Varje förändring av tekniska parametrar som kännetecknar ytomsmältningstekniken som appliceras på gjutgods i MAR M509 resulterar i signifikanta skillnader i processens värmeeffektivitet och smältningseffektivitet. Högre strömintensiteter och lägre ljusbågsavsökningshastigheter resulterar i ökad mängd värme som alstras i ljusbågen. Följaktligen ökar också mängden värme som absorberas av den uppvärmda gjutningen. Ökningshastigheten för värmemängden som fångas upp av gjutningen relaterad till ökning av strömintensiteten är lägre än respektive ökningshastighet för värme som alstras i ljusbågen. Effekten är en minskning av den termiska verkningsgraden. Ökningen av strömintensiteten och den elektriska ljusbågens avsökningshastighet resulterar i ökad smältningseffektivitet. Högre strömintensitet innebär högre energi för den elektriska energin, och högre avsökningshastighet förkortar omsmältningsprocessens varaktighet och därför är termiska förluster relaterade till att värma provet upp till temperatur strax under smältningstemperaturen.--

 

 De erhållna resultaten gjorde det möjligt att bestämma sambandet mellan värmeeffektivitet, smältningseffektivitet och geometriska parametrar för omsmältningar å ena sidan och tekniska parametrar för omsmältningsprocessen å andra sidan. Förhållandet mellan värmeeffektiviteten å ena sidan och strömintensiteten och ljusbågens avsökningshastighet å andra sidan beskrivs med formeln:  

η

0.0006 · I -= 0.0004 ·vs0.57 (3) +

Statistiska parametrar för ekvationen:

R0.98 ; =R20,96;=

F

 =242.1; Δη0,018; =α0,05. =

Förhållandet mellan smältningseffektiviteten å ena sidan och strömintensiteten och ljusbågens skanningshastighet

onden andra beskrivs med formeln:

η

m 0.0007 ·=I 0.0004 ·+vs –0.19 (4) 

Statistiska parametrar för ekvationen:

R0,92; =R20,86;=

F

 =53.5; Δηm0,041;=α0,05. =

Förhållandet mellan omsmältningsbredden å ena sidan och strömintensiteten och ljusbågens skanningshastighet

onden andra beskrivs med formeln:

w

 0,04 ·=I – 0.008 ·vs4.28 (5) +

Statistiska parametrar för ekvationen:

R0.96; =R20,92;=

F

 =103.1; Δw1,05 mm; =α0,05. =

Förhållandet mellan omsmältningsdjupet å ena sidan och strömintensiteten och ljusbågens skanningshastighet

onden andra beskrivs med formeln:

h

 0,009 ·=I –0 .0013 ·vs0.69 (6) +

Statistiska parametrar för ekvationen:

R0,99;=R20,98;=

F

 =730.4; Δh0,08; =α0,05. =

De erhållna formlerna, som kännetecknas av höga värden på statistikkoefficienter, kan användas effektivt i industriell praxis för bedömning av termisk effektivitet och effektivitet av fusion i ytomsmältningsprocessen applicerad på gjutning av

 MARM509 legering och geometri för de erhållna omsmältningsmönstren baserat på tekniska parametrar för ytomsmältningsprocessen utförd med hjälp av GTAW-metoden.-