تحلیل تجربی-آماری برای روکش‌کاری لیزری سیم فولاد دوفازی2507 روی فولاد vcn200 به روش سطح پاسخ

این مطالعه به‌صورت تجربی- آماری به بررسی تاثیر پارامترهای فرایند روکش‌کاری لیزری شامل توان لیزر (700 تا 900 وات)، سرعت روبش لیزر (6 تا 8 میلی‌متر بر ثانیه) و نرخ تغذیه سیم (70 تا 80 میلی‌متر بر دقیقه) بر خواص هندسی روکش تک‌پاس از جنس فولاد داپلکس 2507 روی زیرلایه vcn200 پرداخته است. در این راستا، آزمایش‌ها براساس روش سطح پاسخ (rsm) با طرح سه عاملی و در چهار سطح انجام شد و در ادامه، داده‌های حاصل از اندازه‌گیری‌های تجربی شامل عرض روکش (w)، ارتفاع روکش (h)، عمق نفوذ (b)، زاویه ترشوندگی (z) و درصد آمیختگی (d) با استفاده از نرم‌افزار imagej استخراج شد. نتایج نشان داد که افزایش توان لیزر از 700  به 900 وات منجر به افزایش 14درصدی در عرض روکش (از 1417 به 1744 میکرومتر)، %33 در ارتفاع روکش (از 450 به 594 میکرومتر)، %6 در عمق نفوذ(از 88 به 93  میکرومتر) و %3 در زاویه ترشوندگی (از 71 به 69 درجه) شد. در مقابل، افزایش سرعت روبش از 6 به 8 میلی‌متر بر ثانیه سبب کاهش %12 در عرض روکش (از 1513 به 1787 میکرومتر)، %31 در ارتفاع (از 650 به 573میکرومتر)  و %15 در زاویه ترشوندگی (از 67 به 78 درجه) شد؛ در حالی‌که عمق نفوذ %4 (از 85 به 84 میکرومتر) و درصد آمیختگی %19 افزایش یافت. همچنین، افزایش نرخ تغذیه سیم از 70 به 80 میلی‌متر بر دقیقه باعث افزایش 13درصدی در ارتفاع روکش(از 502 به 747 میکرومتر)، %4 در زاویه ترشوندگی (از 75 به 78 درجه) و همچنین کاهش 19 درصدی میزان آمیختگی شد.

experimental-statistical analysis for laser cladding of 2507 duplex steel wire on vcn200 steel by response surface methodology

this experimental-statistical study investigates the influence of laser cladding parameters—laser power (700–900 w), scanning speed (6–8 mm/s), and wire feed rate (70–80 mm/min)—on the geometric characteristics of single-pass coatings of 2507 duplex stainless steel on a vcn200 substrate. experimental data were analyzed using response surface methodology (rsm) with a three-factor, four-level design matrix. measurements including clad width (w), height (h), penetration depth (b), wettability angle (z), and dilution percentage (d) were obtained via imagej software. results indicated that increasing laser power from 700 to 900 w led to a 14% increase in clad width (from 1417 to 1744 µm), a 33% rise in clad height (from 450 to 594 µm), a 6% increase in penetration depth (from 88 to 93 µm), and a 3% improvement in wettability angle (from 71° to 69°). in contrast, increasing scanning speed from 6 to 8 mm/s reduced clad width by 12% (from 1513 to 1787 µm), clad height by 31% (from 650 to 573 µm), and wettability angle by 15% (from 67° to 78°), while enhancing penetration depth by 4% (from 85 to 84 µm) and dilution by 19% (from 58% to 53%). moreover, raising the wire feed rate from 70 to 80 mm/min increased clad height by 13% (from 502 to 747 µm) and wettability angle by 4% (from 75° to 78°), but decreased dilution by 19% (from 59% to 48%).