等离子弧堆焊是一种等离子弧焊接工艺，在提高材料表面耐磨性、耐蚀性和耐热性的应用中，等离子弧堆焊得到了越来越多的应用。受PTA焊接工艺参数影响的焊缝形状是焊缝质量的一个指标。

本文对等离子弧堆焊在不锈钢板上堆焊镍基合金渗层时的焊道参数进行了分析和优化，估算了获得很佳焊道形状的工艺参数值。实验以五个工艺参数为输入，采用多元回归技术建立数学模型。利用图形讨论了输入工艺参数对焊道几何形状的直接影响。后，对焊道参数进行优化，即熔深很小，补强和焊缝宽度很大，以节约输入工艺参数，获得理想的焊接接头。

等离子堆焊工艺介绍

全世界都需要在磨损金属零件表面堆焊，为此，在合适的母材表面上对金属硬度、表面层进行等离子转移弧（PTA）堆焊是焊接工艺技术之一。近年来，等离子转移弧（PTA）堆焊广泛应用于阀门工业、液压机械等，PTA工艺可被认为是一种优良的钨极气体保护焊工艺，在矿山、土方设备、化工、核电、火力发电等领域有着广泛的应用。金属和合金粉末在电弧气流中从送粉器输送到中心，在那里压缩电弧将它熔合到母材上。因此，通过等离子转移弧（PTA）焊接工艺对原料进行准确控制，可以获得光滑、薄的堆焊层。Colmonoy5是一种镍基合金（Ni-Cr-B-Si-C），具有优异的耐磨性和粘着磨损性能，并具有耐腐蚀性和耐高温氧化性。它广泛应用于火力发电厂、化工、核反应堆、食品加工等行业。在核反应堆中，使用钴基卫星合金会导致诱发活性，从而对参与维护反应堆部件的人员造成伤害。Colmonoy5是用于核应用的钴基合金（9，15）的良好替代品，制造的耐磨衬套由用于高温应用的硬面合金制成。他们报告说，由于钴基合金的高成本和稀缺性，用镍基合金取代钴基合金的趋势越来越大。镍基钴基合金硬面镀层的裂纹敏感性问题可以通过在沉积过程中预热和缓慢冷却来控制。与其他焊接工艺相比，PTA堆焊所需的材料数量较少，机械性能和冶金性能得到改善。

焊道几何形状受PTA堆焊工艺参数值的影响。这些工艺参数应建立好归类，以实现PTA堆焊的自动化和自动化。因此，建立预测焊道几何形状的数学模型，研究PTA工艺参数对焊道形状的影响是十分必要的。此外，对工艺参数的完全控制对于生产具有所需焊道几何形状的高质量焊缝至关重要，基于此，焊接件的完整性是已知的。

据研究人员报道，在PTA堆焊中，工艺质量可以用焊道形状来表示。因此，熔池的几何形状对确定焊缝的力学性能和腐蚀性能起着重要的作用。据报道，五级析因技术可用于开发预测焊道几何形状的模型（1,5,6,12,13），采用中心复合旋转设计矩阵，对150mmx90mmx30mm不锈钢316L板进行PTA自动堆焊。此外，本研究的主要目的是优化焊道参数，以达到很小熔深、很大补强和很大焊道宽度，从而获得很佳的焊接接头，并确定相应的工艺参数。熔深是指填充金属穿透基体的深度。补强是指填充金属在基体上的高度。焊缝宽度是指填充金属在基体上的宽度。

工艺参数标识-根据焊接电流（A）、振荡宽度（O）、行程速度（S）、预热温度（T）和送粉量（F）、气体流量和焊枪距，确定了对焊道几何形状有显著影响的独立可控的工艺参数进行实验研究。焊接电流产生熔化热，预热温度和振荡宽度可能影响堆焊过程中裂纹的形成，必须适当控制。很小焊枪移动速度使焊点上的填充材料堆焊更好。在材料堆焊过程中，很有效的工艺参数是焊接电流、振荡宽度、移动速度、预热温度和送粉速度，因此在实验中选择了这些工艺参数，并使气体流量和焊枪间距保持在恒定水平。

开发设计矩阵-针对五个工艺参数，根据遗传算法过程中通常采用的组合，建立了设计矩阵。选择进行实验的设计矩阵是中心复合旋转设计。它由32组编码条件组成，包括2=16析因设计的半复制，有6个中心点和10个星点。所有中间水平的焊接参数（0）构成中心点，而每个较低值（-2）或较高值的焊接参数（2）与其他四个中间水平的参数的组合中间层次构成星点（2，10，14）。因此，通过32次试验，可以估计工艺参数对焊道几何形状的线性、二次和双向交互影响。