Диссертация (Методики оптимизации процесса лазерного нанесения износостойких покрытий на валы газотурбинных установок), страница 13

Коэффициент детерминации R2, который указывает назависимость геометрических параметров от переменных процесса для всехуравнений, составляетне меньше 50 %, а в отдельных случаях превышает80 %. На основании этого можно сделать вывод о достаточно высокойсходимости выбранной модели регрессии. Наилучшая сходимость результатовотмечается для параметра смешиваемости γ, площади перемешивания Am ивеличины проплавления подложки h, которыеоказывают существенноевлияние на качество наплавленного слоя.Простые линейная и полиномическая регрессии построенныепокаждому геометрическому параметру.Для точного выбора режимов обработки были проведены расчётыпростых линейной и полиномической регрессий построенныепо каждомугеометрическому параметру.Таблица 4.23.Простая линейная регрессия мощностиПолученные выражения погеометрическому параматруотносительномощностиL = 0,9473 P + 1291H = 0,0869 P + 943,46h = 0,2355 P - 213,13ЗТВ = 0,2305 P + 184,19α = - 0,02 P + 103,44Aс = 760,7 P + 1000000Am = 525,22 P - 617058γ = 0,0001 P - 0,1173H/L = -0,0002 P + 0,697СтатистическийПоказательP значение<0,001<0,001<0,001R233,39 %0,86 %24,31 %<0,001<0,001<0,001<0,001<0,001<0,00133,48 %11,11 %6,76 %26,59 %17,11 %6,64 %93Таблица 4.24.Полиномическая регрессия мощностиПолученные выражения погеометрическому параматруотносительноМощностиW = - 8E-05 P2 + 1,2502 P + 1004,1H = 0,0004 P2 - 1,5059 P + 2452,4h = 0,0002 P2 - 0,5088 P + 491,98P значение<0,001<0,001<0,001R233,40 %1,58 %24,91 %ЗТВ = 7E-05 P2 - 0,0588 P + 458,23α = 3E-05 P2 - 0,1336 P + 211,09Aс = 1,5346 P2 - 5377,8 P + 7E+06Am = 0,5119x2 - 1522,3x + 1E+06γ = 5E-08 P2 - 7E-05 P + 0,0735H/W = 3E-07 P2 - 0,0014 P + 1,9182<0,001<0,001<0,001<0,001<0,001<0,00133,61 %11,99 %7,85 %27,59 %17,21 %7,8 %СтатистическийПоказательПополученнымуравнениямможнопостроитьзависимостигеометрических параметров от мощности обработки, которые представлены наРис.

4.4.а)б)94в)г)д)е)ж)з)95и)Рис. 4.4.Зависимости геомерических параметров от мощности излучения:а) ширина валика L б) высота валика H в) глубина проплава h от лазернойможности P, г) ЗТВ ; д) угол валика α; е) площадь поперечного сечениянаплавляемого материала Ac ; ж) площадь подплавления в подложке Am,;з) коэффициент перемешевания γ ; и) коэффициент формы H/LТаблица 4.25.Простая линейная регрессия скорости обработкиПолученные выражения погеометрическому параматрускоростьL = - 60,156 V + 3727H = - 74,99 V + 1792,2h = - 15,848 V + 400,46ЗТВ = - 25,541 V + 874,9α = - 0,0533 V + 63,891Aс = -266918 V + 5000000Am = -41180 V + 804009γ = 0,0032 V + 0,1142H/L = -0,029 V + 0,6507СтатистическийПоказательP значение<0,001<0,001<0,001R24,85 %23,13 %3,96 %<0,001<0,001<0,001<0,001<0,001<0,00114,77 %3E-05 %29,97 %5,88 %0,38 %8,52 %96Таблица 4.26.Полиномическая регрессия скорости обработкиПолученные выражения погеометрическому параматрускоростьL = -2,1034 V2 - 22,294 V + 3572,5H = 11,061V2 - 274,09 V + 2604,3h = 5,1686 V2 - 108,88 V + 779,94ЗТВ = 2,0088 V2 - 61,679 V + 1022,4α = 0,7891 V2 - 14,257 V + 121,83Aс = 42629 V2 - 1000000 V + 8000000Am = 14219 V2 – 297115 V + 2000000γ = 0,0014 V2 - 0,0219 V + 0,2169H/L = 0,009 V2 - 0,1901 V + 1,308СтатистическийПоказательP значение<0,001<0,001<0,001R24,86 %23,85 %4,56 %<0,001<0,001<0,001<0,001<0,001<0,00114,9 %0,89 %31,06 %6,88 %0,48 %9,68 %Пополученнымуравнениямможнопостроитьзависимостигеометрических параметров от скорости , которые представлены на Рис.

4.5.а)б)97в)г)д)е)ж)з)98и)Рис. 4.5.Зависимоcть геометрических параметров валика от скорости V:а) Зависимоcть ширины валика L, б) Зависимоcть высоты Н, в) Зависимоcтьглубины валика h, г) Зависимоcть ЗТВ, д) Зависимоcть угла валика α, е)Зависимоcть площади поперечного раздела наплавляемого материала Ac,ж) Зависимоcть площади подплавления в подложке Am, з) Зависимоcтькоэффициента перемешевания γ, и) Зависимоcть коэффициента формы H/LТаблица 4.27.Простая линейная регрессия расхода порошкаПолученные выражения погеометрическому параматрурасход порошкаСтатистическийПоказательP значение<0,001<0,001<0,001R26,07 %23,11 %14,27 %ЗТВ = - 32,515 F + 807,79<0,00110,66 %α = 8,9409 F + 18,706Aс = 289197 F + 1000000Am = - 99815 F + 932464γ = - 0,0402 F + 0,3442H/L = 0,0679 F + 0,0504<0,001<0,001<0,001<0,001<0,00135,48 %15,64 %15,37 %26,02 %20,72 %L = - 100,98 F + 3690,5H = 112,43 F + 555,14h = - 45,109 F + 483,3799Таблица 4.28.Полиномическая регрессия расхода порошкаПолученные выражения погеометрическому параматрурасход порошкаL = -4,7327 F2 - 53,654 F + 3588,1H = 24,887 F2 - 136,44 F + 1093,5h = 11,629 F2 - 161,4 F + 734,94ЗТВ = 4,5197 F2 - 77,712 F + 905,56α = 1,7755 F2 - 8,8137 F + 57,112Aс = 95915 F2 – 669950 F + 3000000Am = 31992 F2 – 419733 F + 2000000γ = 0,0031 F2 - 0,0716 F + 0,4123H/L = 0,0201 F2 - 0,1336 F + 0,486ПополученнымуравнениямможноСтатистическийПоказательP значение<0,001<0,001<0,001R26,08 %23,82 %14,87 %<0,001<0,001<0,001<0,001<0,001<0,00110,79 %36,36 %16,72 %16,36 %26,12 %21,87 %построитьзависимостигеометрических параметров от расхода порошка, которые представлены на Рис.4.6.а)б)100в)г)д)е)ж)з)101и)Рис.

4.6.Зависимоcть геометрических параметров валика от расхода порошка F:а) ширины валика L, б) высоты Н, в) глубины валика h, г) ЗТВ, д) угла валика α,е) площади поперечного раздела наплавляемого материала Ac , ж) площадиподплавления в подложке Am, з) коэффициента перемешевания γ,и) коэффициента формы H/LТаблица 4.29.Простая линейная регрессия диаметр пятнаПолученные выражения погеометрическому параматрудиаметр пятна лучаL = 372,42 D + 2626,9H = - 54,276 D + 1198,7h = - 233,33 D + 607,82ЗТВ = 30,016 D + 600,19α = - 14,615 D + 85,333Aс = = -3765,3 D + 3000000Am = - 430033 D + 1000000γ = - 0,1229 D + 0,3276H/L = - 0,1427 D + 0,6036СтатистическийПоказательP значение<0,001<0,001<0,001R25,16 %0,34 %23,87 %<0,0010,57 %<0,001<0,001<0,001<0,001<0,0015,92 %0,000002 %17,83 %15,21 %5,73 %102Таблица 4.30.Полиномическая регрессия диаметр пятнаПолученные выражения погеометрическому параматрудиаметр пятна лучаL = -75,724 D2 + 599,6 D + 2472,5H = 398,19 D2 - 1248,9 D + 2010,8h = 186,07 D2 - 791,54 D + 987,31ЗТВ = 72,316 D2 - 186,93 D + 747,67α = 28,408 D2 - 99,838 D + 143,27Aс = 2E+06 D2 - 5E+06 D + 6E+06Am = 511869 D2 - 2E+06 D + 2E+06γ = 0,0504 D2 - 0,2739 D + 0,4303H/L = 0,3223 D2 - 1,1095 D + 1,2609СтатистическийПоказательP значение<0,001<0,001<0,001R25,17 %1,05 %24,47 %<0,001<0,001<0,001<0,001<0,001<0,0010,7 %6,81 %1,09 %18,82 %15,31 %6,88 %Пополученнымуравнениямможнопостроитьзависимостигеометрических параметров диаметра пятна , которые представлены на Рис.

4.7.а)б)103в)г)д)е)ж)з)104и)Рис. 4.7.Зависимоcть геометрических параметров валика от диаметра пятнасфокусированного луча D: а) ширины валика L, б высоты Н, в) глубины валикаh, г) ЗТВ, д) угла валика α, е) площади поперечного раздела наплавляемогоматериала Ac , ж) площади подплавления в подложке Am, з) коэффициентаперемешевания γ, и) коэффициента формы H/LПолученные зависимости позволяют определять оптимальные областирежимовобработки.Заоптимальныепринимаютсяточкивкоторыхнаблюдается наименьший разброс отклонений.

Обработка зависимостейпоказала, что оптимальным режимом можно считать режим, представленный вТаблице 4.31.Таблица 4.31.Оптимальный режим и геометрические параметры валика, полученныерегрессионным анализомPV2000 9ДанныйF5D1.5режимLHhЗТВΑAсAmγH/L3,171,120,260,6758,442,630,350,1180,354совпадаетсоднимизрежимов,полученныхстатистическим методом в Таблице 4.19.

Это говорит о возможности105использования этих методов для выбора режимов обработки. Макроструктуравалика, полученного на данном режиме, показана на Рис. 4.8.Рис. 4.8. Макроструктура валика, полученного на выбранном режимеДляполученияокончательногорезультатанеобходимопровестииспытание механических свойств, полученных валиков на выбранных режимах,исследовать их микроструктуру и фазовый состав, что будет рассмотрено вследующей главе.106ВЫВОДЫ ГЛАВЫ 41.Проведенные наплавки валиков на различных режимах обработкипри варьировании четырьмя основными параметрами позволили определитьразмеры валика, влияющие на качество.2.Установлены критериальные значения параметров геометрическихпараметров валиков, которые обеспечивают лучшие свойства.3.Разработан селективный метод оптимизации режимов обработкидля получения нужных геометрических параметров валика.4.Селективным методом определены три варианта параметровобработки, обеспечивающие необходимые размеры валика и проплавления.5.Регрессивными методами расчёта определены основные критериизначимости параметров нанесённых слоев во взаимосвязи с геометрическимиразмерами покрытий.6.достигатьУстановлено, что максимальный критерий значимости можетзначенийот0,25до0,3.Показано,чторасчётныеиэкспериментальные значения коэффициента нанесённого слоя, находящегося вэтом диапазоне, обеспечивают наилучшие геометрические характеристикивалика и проплавления.7.Путём расчёта по простой линейной и полиномической регрессиипостроены зависимостипо каждому геометрическому параметру от режимовобработки.