क्रॉस ऑर्थोगोनल स्टॅकिंग पद्धत मल्टी-लेयर आणि मल्टी-पास करण्यासाठी वापरली गेली लेसर वायर क्लेडिंग 20 मिमी जाडीच्या Q345B लो कार्बन स्टील प्लेटवर, आणि मॅक्रोस्कोपिक मॉर्फोलॉजी, मायक्रोस्ट्रक्चर, फेज कंपोझिशन, मायक्रोहार्डनेस आणि क्लॅडिंग लेयरचा गंज प्रतिकार यांचा अभ्यास केला गेला. परिणाम दर्शविते की मल्टी-लेयर आणि मल्टी-पास लेसर वायर फिलिंग प्रक्रियेद्वारे प्राप्त झालेल्या क्लेडिंग लेयरमध्ये चांगले मॅक्रोस्कोपिक फॉर्मेशन आहे आणि छिद्र आणि क्रॅकसारखे कोणतेही स्पष्ट दोष नाहीत; cladding थर प्रामुख्याने बनलेला आहे क्लेडिंग झोन, ओव्हरलॅप झोन, फेज बदल प्रभावित झोन, फ्यूजन झोन आणि उष्णता प्रभावित झोन; मूळ सामग्रीची रचना मुख्यतः फेराइट आणि परलाइट आहे आणि क्लॅडिंग लेयर मायक्रोस्ट्रक्चर प्रामुख्याने फेराइट, विडमॅनस्टॅटन आणि मार्टेन्साइट आहे; मायक्रोस्ट्रक्चर आणि ग्रेन साइजच्या प्रभावामुळे, क्लॅडिंग लेयरची कडकपणा एकंदरीत वाढली आहे आणि क्लॅडिंग लेयरची सरासरी कडकपणा 320.13 HV आहे, जी मूळ सामग्रीपेक्षा जास्त आहे; 3.5% NaCl सोल्यूशनमध्ये, क्लॅडिंग लेयरचे ध्रुवीकरण वक्र एक निष्क्रियता क्षेत्र दर्शविते आणि त्याची गंज प्रतिरोधकता मूळ सामग्रीपेक्षा चांगली आहे. मल्टी-लेयर आणि मल्टी-पास लेसर वायर फिलिंग क्लॅडिंग प्रक्रिया वास्तविक अभियांत्रिकीमध्ये क्लॅडिंग लेयर्सच्या तयारीची आवश्यकता पूर्ण करू शकते.
कीवर्ड: Q345B कमी कार्बन स्टील; लेसर वायर क्लेडिंग; क्रॉस ऑर्थोगोनल स्टॅकिंग; मायक्रोस्ट्रक्चर आणि गुणधर्म

अर्थव्यवस्था आणि समाजाच्या विकासासह, माझ्या देशाची सागरी तेल आणि वायू संसाधनांची मागणी सतत वाढत आहे. माझ्या देशाच्या पेट्रोलियम उद्योगाच्या विकासासाठी सागरी संसाधनांच्या शोध आणि विकासावर लक्ष केंद्रित करणे ही व्यावहारिक गरज आहे [१-२]. सागरी अभियांत्रिकी संरचनांच्या जटिल सेवा वातावरणामुळे, ते पारंपारिक संरचनांपेक्षा नुकसानास अधिक संवेदनशील असतात. म्हणूनच, सागरी अभियांत्रिकी उपकरणांची दैनंदिन देखभाल ही एक कळीची समस्या बनली आहे ज्याचे त्वरित निराकरण करणे आवश्यक आहे [1]. Q2B स्टील हे उत्तम सर्वसमावेशक गुणधर्म आणि उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी असलेले कमी मिश्रधातूचे उच्च-शक्ती असलेले स्टील आहे. सागरी अभियांत्रिकी आणि पूल बांधणीमध्ये याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो [४].

प्रगत संरक्षणात्मक आणि दुरूस्ती कोटिंग तंत्रज्ञान म्हणून, लेसर क्लॅडिंग मुख्य भागांची उच्च-सुस्पष्टता दुरुस्ती आणि प्रगत सामग्री गुणधर्मांसह कोटिंग्स तयार करण्यासाठी एक कार्यक्षम जवळ-नेट-आकार तयार करण्याची प्रक्रिया प्रदान करते [५]. मल्टी-लेयर आणि मल्टी-पास क्लेडिंग प्रक्रियेदरम्यान, समीप वेल्ड्सचे उष्णता-प्रभावित क्षेत्र ओव्हरलॅप होतात, ज्यामुळे दोन किंवा अधिक थर्मल चक्र गेलेले क्षेत्र तयार होतात. या क्षेत्रांची सूक्ष्म रचना विशेषतः गुंतागुंतीची आहे [६], आणि सूक्ष्म रचना रचना टप्पा, पुनर्संचयितीकरण दर, अवक्षेपण स्केल आणि समावेशन आकारविज्ञान संपूर्ण प्रक्रियेदरम्यान सतत बदलत राहते [७]. म्हणून, मल्टी-लेयर आणि मल्टी-पास क्लेडिंग प्रक्रियेदरम्यान, क्लेडिंग क्षेत्रामध्ये अनेकदा कमकुवत बिंदू असतात, जे वापरादरम्यान अपयशी ठरतात. उदाहरणार्थ, इलेक्ट्रोलाइटिक गंज आणि ताण गंज अनेकदा वापरादरम्यान दाब वाहिन्यांच्या वेल्डेड सांध्याजवळ आढळतात [5].

वू इ. [९] वापरले लेसर क्लेडिंग तंत्रज्ञान स्टील सब्सट्रेटवर सतत आणि दाट Mo2NiB2 क्लॅडिंग लेयर तयार करण्यासाठी. कोटिंगमध्ये उच्च कडकपणा, चांगला पोशाख प्रतिरोध आणि गंज प्रतिरोधक आहे, सब्सट्रेटची कार्यक्षमता सुधारते आणि सागरी अभियांत्रिकी उपकरणांची सुरक्षित आणि स्थिर सेवा सुनिश्चित करते. ली आणि इतर. [१०] 10L स्टेनलेस स्टीलच्या पृष्ठभागाच्या गंजलेल्या भागांची दुरुस्ती करण्यासाठी लेसर वायर क्लेडिंगचा वापर केला आणि 316L स्टेनलेस स्टीलचा मल्टी-लेयर मल्टी-पास क्लॅडिंग लेयर मिळवला. कोटिंग मुख्यत्वे ऑस्टेनाइट आणि थोड्या प्रमाणात फेराइटने बनलेली असते, ज्याची तन्य शक्ती आणि 308MPa आणि 548% लांबी असते, जे सब्सट्रेटच्या सुमारे 40% आणि 86% असते.

या पेपर मध्ये, लेसर वायर क्लेडिंग तंत्रज्ञान क्रॉस ऑर्थोगोनल स्टॅकिंगद्वारे Q345B लेसर क्लॅडिंग लेयर तयार करण्यासाठी वापरला जातो. मॅक्रोस्कोपिक मॉर्फोलॉजी, मायक्रोस्ट्रक्चर, फेज कंपोझिशन, मल्टी-लेयर मल्टी-पास क्लेडिंग लेयरचे मायक्रोहार्डनेस आणि गंज प्रतिकार यांचा अभ्यास केला जातो, जो सागरी अभियांत्रिकी संरचनांच्या ऑन-साइट दुरुस्तीसाठी आधार प्रदान करतो.

1 लेसर वायर क्लेडिंग प्रयोग

१.१ प्रायोगिक साहित्य

प्रायोगिक सब्सट्रेट सामग्री Q345B कार्बन स्टील आहे, आणि वायर क्लेडिंग सामग्री 6 मिमी व्यासासह AFEW86-1.2 मिश्र धातुची स्टील वायर आहे. दोघांची रासायनिक रचना तक्ता 1 मध्ये दर्शविली आहे.

1.2 मल्टी-लेयर आणि मल्टी-पास लेसर वायर क्लॅडिंग प्रक्रिया
वास्तविक अभियांत्रिकी अनुप्रयोगांमध्ये, ऑपरेशन दरम्यान वर्कपीस वेगवेगळ्या दिशानिर्देशांद्वारे प्रभावित होईल, म्हणून ॲनिसोट्रॉपीच्या प्रभावाचा विचार करणे आवश्यक आहे. ॲनिसोट्रॉपीचा प्रभाव कमी करण्यासाठी, क्लॅडिंग लेयरचा मार्ग नियोजित केला जातो, त्याच लेयरमधील वेल्ड्सची जोडणी दिशा सुसंगत असते, शेजारच्या स्टॅकिंग लेयर्समधील वेल्ड्सच्या दिशा एकमेकांना लंब असतात आणि स्तर असतात. ऑर्थोगोनल त्याचा क्रॉस-ऑर्थोगोनल स्टॅकिंग मार्ग आकृती 1 मध्ये दर्शविला आहे.

क्लॅडिंग प्रयोगादरम्यान, शील्डिंग गॅस शुद्ध आर्गॉन वायू आहे ज्याची शुद्धता 99.99% आहे. प्रथम, सिंगल-पास क्लॅडिंगसाठी इष्टतम प्रक्रिया पॅरामीटर्स एक्सप्लोर करण्यासाठी सिंगल-लेयर सिंगल-पास क्लॅडिंग पद्धतीचा वापर करून ऑर्थोगोनल प्रयोग केला गेला; नंतर, वेल्ड बनवण्याच्या गुणवत्तेवर लेयर्स दरम्यान उचलण्याच्या उंचीच्या प्रभावाचा अभ्यास करण्यासाठी मल्टी-लेयर सिंगल-पास स्टॅकिंग पद्धत वापरली गेली आणि सरळ क्लॅडिंग लेयरसह मल्टी-लेयर सिंगल-पास वेल्ड आणि चांगला फॉर्मिंग प्रभाव प्राप्त झाला. वरील आधारावर, क्लॅडिंग लेयरच्या निर्मितीच्या गुणवत्तेवर वेगवेगळ्या ओव्हरलॅप दरांच्या प्रभावाचा अभ्यास केला गेला आणि असे आढळून आले की जेव्हा ओव्हरलॅपचा दर 40% होता, तेव्हा क्लॅडिंग लेयरच्या प्रत्येक पासमधील उंची तुलनेने एकसमान होती, पृष्ठभागाची निर्मिती तुलनेने सपाट होती आणि प्रत्येक खिंडीतील धातूशास्त्रीय बंधन सर्वात मजबूत होते. प्रायोगिक स्तरांमधील उचलण्याची उंची पहिल्या दोन स्तरांपैकी प्रत्येकासाठी 0.8 मिमी आणि त्यानंतरच्या प्रत्येक स्तरासाठी 0.7 मिमी आहे. विशिष्ट प्रायोगिक मापदंड तक्ता 2 मध्ये दर्शविले आहेत.

1.3 क्लॅडिंग लेयरचे विश्लेषण आणि चाचणी पद्धत
तयार केलेल्या मल्टी-लेयर आणि मल्टी-पास क्लॅडिंग लेयरमधून मेटॅलोग्राफिक नमुने कापण्यासाठी वायर कटिंगचा वापर केला गेला. खोलीच्या तपमानावर इपॉक्सी राळ सह एम्बेड केल्यावर नमुना पृष्ठभाग जमिनीवर होता. एकही ओरखडे उरले नाहीत तोपर्यंत पॉलिश करण्यासाठी वेगवेगळ्या खडबडीत सँडपेपरचा वापर केला जात असे. त्यानंतर, मिरर इफेक्टसह मेटॅलोग्राफिक नमुना क्रॉस सेक्शन मिळविण्यासाठी नमुना पॉलिशिंग मशीनसह पॉलिश केला गेला. नमुन्याला 4% नायट्रिक ऍसिड अल्कोहोल सोल्यूशनने कोरड केलेले दृश्यमान क्लॅडिंग लेयर इंटरफेस बाहेर काढण्यासाठी, अल्कोहोलने धुवून कोरडे केले गेले आणि नमुन्याची सूक्ष्म रचना मेटालोग्राफिक मायक्रोस्कोपद्वारे पाहिली गेली; क्लॅडिंग लेयरची फेज रचना आणि उत्क्रांती एक्स-रे डिफ्रॅक्शन तंत्रज्ञानाचा वापर करून 30°~100° च्या श्रेणीत स्कॅन आणि विश्लेषण केले गेले; क्लॅडिंग लेयरचे रासायनिक घटक विश्लेषण एनर्जी स्पेक्ट्रोमीटर वापरून केले गेले; HVS-1000Z विकर्स कडकपणा परीक्षक वापरून क्लॅडिंग लेयर क्रॉस सेक्शनच्या विविध भागांच्या मायक्रोहार्डनेसची चाचणी घेण्यात आली; क्लॅडिंग लेयरचे ध्रुवीकरण वक्र आणि प्रतिबाधा स्पेक्ट्रा आणि मूळ सामग्रीची 3.5% NaCl सोल्यूशनमध्ये VersaSTAT 3F इलेक्ट्रोकेमिकल वर्कस्टेशन वापरून चाचणी केली गेली ज्यामध्ये संतृप्त कॅलोमेल इलेक्ट्रोड संदर्भ इलेक्ट्रोड म्हणून आणि प्लॅटिनम इलेक्ट्रोड सहायक इलेक्ट्रोड म्हणून आणि त्यांचा गंज प्रतिरोधक आहे. तुलना आणि विश्लेषण केले.

2 प्रायोगिक परिणाम आणि विश्लेषण
2.1 क्लॅडिंग लेयरचे मॅक्रोमॉर्फोलॉजी विश्लेषण
लेसर वायरने भरलेले क्लेडिंग लेयर 29 (लांबी) × 15 (रुंदी) × 12 लेयर्स (उंची) च्या क्रॉस-ऑर्थोगोनल स्टॅकिंग प्रयोगाद्वारे तयार केले गेले. क्लॅडिंग लेयरमध्ये चांगला फॉर्मिंग इफेक्ट, गुळगुळीत पृष्ठभाग, क्रॅक आणि अनफ्यूज सारखे मॅक्रो दोष नाहीत आणि स्पष्ट उभ्या उंची आहेत. क्लॅडिंग लेयरचे मॅक्रोस्कोपिक मॉर्फोलॉजी आकृती 2 मध्ये दर्शविले आहे. मल्टी-लेयर मल्टी-पास लेझर वायर क्लॅडिंग प्रयोगादरम्यान, नंतरच्या लेयरच्या क्लॅडिंग प्रक्रियेमुळे मागील क्लॅडिंग लेयरवर एक रीमेलटिंग प्रतिक्रिया निर्माण होईल, परिणामी खाली दिशेने प्रवाह होईल. क्लॅडिंग लेयरची धार. त्याच वेळी, क्लेडिंग प्रक्रियेदरम्यान, लेसर लाइट आउटपुटच्या प्रारंभ आणि शेवटच्या निर्देशांमध्ये विशिष्ट विलंब झाल्यामुळे, क्लॅडिंग लेयरच्या काठाची उंची मधल्या भागापेक्षा किंचित कमी असेल.

आकृती 3 मल्टी-लेयर मल्टी-पास लेसर क्लेडिंग लेयरचे क्रॉस-सेक्शनल मॉर्फोलॉजी दर्शवते. छिद्र, क्रॅक आणि समावेश यासारखे कोणतेही दोष आढळले नाहीत. क्लेडिंग मेटल आणि बेस मटेरियल यांच्यामध्ये दाट मेटलर्जिकल बॉन्ड तयार झाला. स्पष्ट अनुलंब उंची होती आणि क्लॅडिंग लेयरची जाडी 11.5 मिमी होती.

2.2 क्लॅडिंग लेयरचे मायक्रोस्ट्रक्चर विश्लेषण
वेल्डिंग पूलचे कूलिंग ही फेज बदलण्याची प्रक्रिया आहे आणि फेज बदलाची मायक्रोस्ट्रक्चर वेल्ड मेटलच्या रासायनिक रचना आणि थंड स्थितीवर अवलंबून असते [११]. आकृती 11 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, क्लॅडिंग लेयरच्या प्रत्येक क्षेत्राची सूक्ष्म रचना मेटॅलोग्राफिक मायक्रोस्कोप वापरून पाहिली गेली. क्लॅडिंग लेयरमध्ये क्लॅडिंग झोन (क्लॅडेड झोन, सीझेड), आच्छादन क्षेत्र (ओव्हेलप्ड झोन, ओझेड), फेज समाविष्ट आहे. संक्रमण प्रभावित क्षेत्र (फेज संक्रमण प्रभावित क्षेत्र, PAZ), फ्यूजन झोन (फ्यूजन झोन, FZ), उष्णता प्रभावित क्षेत्र (उष्णता प्रभावित क्षेत्र, HAZ) आणि बेस मेटल (बेस मेटल, BM) [१२]. बेस मेटल मायक्रोस्ट्रक्चर प्रामुख्याने फेराइट आणि थोड्या प्रमाणात परलाइटने बनलेले आहे. Q4B स्टीलमध्ये Mn जोडलेल्या मुख्य घटकाचा फेराइटवर लक्षणीय बळकट करणारा प्रभाव तर पडतोच, शिवाय कडकपणा-भंगुरता संक्रमण तापमान कमी होते, परलाइटचे प्रमाण वाढते आणि परलाइटची ताकद सुधारते.

आकृती 4 (अ) लॅथ आणि सुई-आकाराच्या फेराइट, विडमॅनस्टॅटन आणि थोड्या प्रमाणात लॅथ मार्टेन्साईटने बनलेल्या क्लॅडिंग लेयरच्या आत असलेल्या क्लॅडिंग क्षेत्राची सूक्ष्म रचना दर्शवते. वेगवेगळ्या थरांमुळे, प्रत्येक क्लॅडींग लेयर मागील लेयरवर टेम्परिंग इफेक्ट निर्माण करेल, परिणामी धान्याचे एकसमान शुद्धीकरण होईल आणि धान्याच्या सीमा स्पष्ट होतील; आकृती 4 (b) आणि (b-1) फ्यूजन क्षेत्राची सूक्ष्म रचना दर्शविते, जे असमान धान्य वितरणासह फेराइट आणि विडमॅनस्टॅटनने बनलेले आहे; आकृती 4 (d) क्लॅडिंग लेयरच्या आत दोन वेल्ड्सच्या ओव्हरलॅप क्षेत्राची मायक्रोस्ट्रक्चर दर्शवते. आकृतीमधील चमकदार क्षेत्र दोन वेल्ड्समधील संलयन रेषा आहे. थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, वितळलेला पूल उष्णतेच्या विसर्जनाच्या दिशेने स्तंभीय फेराइट तयार करेल. म्हणून, आकृती 4 (d-1) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, हे क्षेत्र प्रामुख्याने स्तंभीय फेराइट आणि थोड्या प्रमाणात परलाइटने बनलेले आहे. दुहेरी थर्मल कृतीमुळे, ओव्हरलॅप क्षेत्रामध्ये एकसमान धान्य परिष्करण आहे; आकृती आकृती 4 (d-2) हे फेज ट्रान्सफॉर्मेशन प्रभावित क्षेत्र आहे, जे प्रामुख्याने फेराइट आणि विडमॅनस्टॅटनने बनलेले आहे. फेज ट्रान्सफॉर्मेशनच्या उष्णतेच्या प्रभावामुळे, या क्षेत्राचे धान्य आकार ओव्हरलॅप क्षेत्रापेक्षा किंचित मोठे आहे; आकृती 4 (ई-1) ही उष्णता प्रभावित क्षेत्राची सूक्ष्म रचना आहे. वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान, खालच्या आच्छादन क्षेत्रामध्ये टेम्परिंग होते, ज्यामुळे या भागाची रचना शुद्ध होते आणि धान्य वितरण एकसमान होते. हे प्रामुख्याने सूक्ष्म-दाणेदार फेराइट आणि थोड्या प्रमाणात परलाइटने बनलेले आहे. बारीक-दाणेदार फेराइट हे फेराइट आणि बेनाइटमधील परिवर्तन उत्पादन आहे. हे वेल्डिंग मेटलर्जिकल प्रक्रियेत एक फायदेशीर मायक्रोस्ट्रक्चर आहे [११].

आकृती 5 ही शेवटच्या क्लॅडिंग लेयरची मायक्रोस्ट्रक्चर आहे. हा थर लेसर दुय्यम हीटिंगच्या अधीन नाही. इतर स्तरांच्या तुलनेत, ते मूळ रचना मॉर्फोलॉजी राखू शकते. त्याच्या धान्याचा आकार एकसमान आणि रचना दाट आहे. हे मुख्यतः फेराइट, विडमॅनस्टॅटन आणि लॅथ मार्टेन्साइटने बनलेले आहे.

2.3 क्लॅडिंग लेयरचे XRD आणि EDS विश्लेषण
लेसर क्लॅडिंग लेयरच्या फेज रचनेचे विश्लेषण करण्यासाठी, 10 मिमी × 10 मिमी × 8 मिमी आकाराचा नमुना वायर कटिंगद्वारे कापला गेला आणि ग्राइंडिंग आणि पॉलिशिंगनंतर एक्स-रे डिफ्रॅक्शन चाचणी विश्लेषण केले गेले. आकृती 6 मल्टी-लेयर मल्टी-पास लेसर क्लॅडिंग लेयर आणि पॅरेंट सामग्रीचे XRD स्पेक्ट्रम दर्शविते. मायक्रोस्ट्रक्चर आणि एक्सआरडी स्पेक्ट्रमचे परिणाम एकत्र केल्यास, हे पाहिले जाऊ शकते की क्लॅडिंग लेयर मुख्यतः फेराइट, मार्टेन्साइट आणि विडमॅनस्टॅटनाइटचा एक भाग बनलेला आहे आणि इतर कोणतेही हानिकारक टप्पे दिसत नाहीत. स्तंभीय फेराइट लेसर क्लॅडिंग वितळलेल्या पूलच्या थंड प्रक्रियेत तयार होणार असल्याने, क्लॅडिंग लेयरमध्ये फेराइट मोठ्या प्रमाणात असते. जेव्हा वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान लेसरचे उष्णता इनपुट मोठे असते, तेव्हा क्लॅडिंग लेयरची मायक्रोस्ट्रक्चर काही प्रमाणात खडबडीत होते आणि धान्याचा आकार वाढतो. यावेळी, रचना ओव्हरहाटेड विडमॅनस्टॅटनाइट आणि लॅथ मार्टेन्साईट दिसेल आणि दोन संरचना स्तब्ध आहेत.

नमुना क्रॉस सेक्शनच्या वेगवेगळ्या स्थानांवर पॉइंट स्कॅनिंगद्वारे रासायनिक रचनेचे विश्लेषण केले गेले. पॉइंट स्कॅनिंग पोझिशन्स आकृती 7 मध्ये दर्शविले आहेत, आणि विविध क्षेत्रांचे EDS विश्लेषण परिणाम तक्ता 3 मध्ये दर्शविले आहेत. वेल्डिंग वायरमधील Cr आणि Ni घटकांच्या उच्च सामग्रीमुळे, क्लॅडिंग लेयरमधील Cr आणि Ni सामग्री लक्षणीय आहे. पॅरेंट मटेरियलपेक्षा जास्त, क्लॅडिंग लेयरची गंज प्रतिरोधक क्षमता पॅरेंट मटेरियलपेक्षा चांगली बनवते.

2.4 क्लॅडिंग लेयरचे मायक्रोहार्डनेस विश्लेषण
नमुन्याची मायक्रोहार्डनेस मोजली गेली. चाचणी दरम्यान, भार 1000 ग्रॅम होता, होल्डिंग वेळ 10 s होता, मापन मार्ग मूळ सामग्रीपासून क्लॅडिंग क्षेत्रापर्यंतच्या दिशेने होता आणि दोन समीप नमुना बिंदूंमधील मध्यांतर 1 मिमी होता. पॅरेंट मटेरियलपासून क्लॅडिंग एरियापर्यंतचे मायक्रोहार्डनेस वितरण आकृती 8 मध्ये दर्शविले आहे. पॅरेंट मटेरियलची सरासरी मायक्रोहार्डनेस 172.02 HV आहे आणि क्लॅडिंग लेयरची सरासरी मायक्रोहार्डनेस 320.13 HV आहे. शेवटच्या क्लॅडिंग लेयरच्या मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये मोठ्या प्रमाणात फेराइट, विडमॅनस्टॅटनाइट आणि थोड्या प्रमाणात लॅथ मार्टेन्साइट आणि परलाइट असतात. या मायक्रोस्ट्रक्चर क्षेत्राचे कठोरता मूल्य सर्वात जास्त आहे, जे 325.92HV आहे. क्लॅडिंग लेयरची सरासरी कडकपणा मूळ सामग्रीपेक्षा खूपच जास्त आहे, दुरुस्तीच्या ताकदीची आवश्यकता पूर्ण करते. आकृती 8 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, क्लेडिंग क्षेत्राची कठोरता सामान्यतः चरणाप्रमाणे वितरीत केली जाते. याचे कारण असे की मल्टी-लेयर आणि मल्टी-पास लेसर वायर फिलिंगच्या प्रक्रियेत, प्रत्येक क्लॅडिंग लेयरचा निर्मिती प्रक्रियेदरम्यान मागील लेयरवर पोस्ट-हीटिंग टेम्परिंग प्रभाव असतो आणि पुढील लेयरवर प्रीहीटिंग प्रभाव असतो. शेवटच्या क्लॅडिंग लेयरमध्ये पोस्ट-हीटिंग टेम्परिंगशिवाय प्रीहीटिंग प्रभाव असतो, जो एकसमान धान्य शुद्धीकरणास प्रोत्साहन देतो आणि कडकपणामध्ये लक्षणीय सुधारणा करतो.

2.5 क्लॅडिंग लेयरच्या गंज प्रतिकाराचे विश्लेषण
बहुतेक धातूंचे गंज इलेक्ट्रोकेमिकल क्षरणाच्या रूपात चालते, आणि गंज प्रक्रिया प्राथमिक बॅटरी [१३-१४] प्रमाणे विद्युत प्रवाहाच्या निर्मितीसह असते. मल्टी-लेयर आणि मल्टी-पास क्लेडिंग लेयरच्या इलेक्ट्रोकेमिकल गंज कार्यक्षमतेची चाचणी करण्यासाठी, नमुना त्याच्या Tafel ध्रुवीकरण वक्र आणि प्रतिबाधा स्पेक्ट्रमची चाचणी घेण्यासाठी 13% NaCl सोल्यूशनमध्ये ठेवण्यात आला होता.

क्लॅडिंग लेयर आणि बेस मटेरियलचे ध्रुवीकरण वक्र आकृती 9 मध्ये दर्शविले आहेत. हे पाहिले जाऊ शकते की क्लॅडिंग लेयरच्या ध्रुवीकरण वक्रमध्ये पॅसिव्हेशन क्षेत्र आहे, जे दर्शविते की क्लॅडिंग लेयरच्या पृष्ठभागावर दाट ऑक्साईड फिल्म तयार होते. गंज प्रक्रिया. ऑक्साईड फिल्ममधील Cr, Ni आणि Si सारखे घटक पॅसिव्हेशन स्थिरता सुधारतात, आयनच्या प्रसारास अडथळा आणतात आणि गंज प्रतिकार सुधारतात. तक्ता 4 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, क्लेडिंग लेयरची स्व-गंज संभाव्य Ecorr आणि स्व-गंज चालू घनता Icorr डेटा फिटिंगद्वारे प्राप्त केली जाते. गंज आणि इलेक्ट्रोकेमिकल गंज करण्यासाठी सामग्रीच्या प्रतिकाराचे सूचक आहे. स्व-गंज क्षमता जितकी लहान असेल तितकी धातूला इलेक्ट्रॉन गमावणे सोपे होईल आणि त्याची गंज प्रतिरोधक क्षमता कमी होईल; स्वत: ची गंजण्याची क्षमता जितकी मोठी असेल तितकी धातूला इलेक्ट्रॉन गमावणे कठीण आणि त्याची गंज प्रतिरोधक क्षमता तितकीच मजबूत असते[14]. तक्ता 4 वरून पाहिल्याप्रमाणे, क्लेडिंग लेयरची स्व-गंज क्षमता बेस मटेरियलपेक्षा जास्त आहे, हे दर्शविते की क्लॅडिंग लेयरमध्ये मजबूत गंज प्रतिरोधक आहे. स्वयं-गंज चालू घनता Icorr गंज दराच्या प्रमाणात आहे. गंज प्रवाह जितका मोठा असेल तितका सामग्रीचा गंज दर जलद आणि गंज प्रतिकार खराब होईल. तक्ता 4 मधील डेटावरून पाहिले जाऊ शकते, बेस मटेरियलचा स्व-गंज प्रवाह क्लॅडिंग लेयरपेक्षा जास्त आहे, हे दर्शविते की बेस मटेरियलची गंज प्रतिरोधक क्षमता कमी आहे. म्हणून, स्व-गंज क्षमता आणि स्व-गंज प्रवाहाच्या आकाराची तुलना करून, असा निष्कर्ष काढला जाऊ शकतो की क्लॅडिंग लेयरची गंज प्रतिरोधक क्षमता बेस सामग्रीपेक्षा चांगली आहे.

क्लॅडिंग लेयर आणि बेस मटेरिअलची प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (EIS) द्वारे चाचणी केली गेली आणि दोन नमुन्यांचे प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम नायक्विस्ट प्लॉट आकृती 10 मध्ये दर्शविले आहेत. Z' आणि Z" हे अनुक्रमे मापन केलेल्या प्रतिबाधा Z चे वास्तविक आणि काल्पनिक भाग आहेत. . क्लेडिंग लेयर आणि बेस मटेरियल दोन्ही एकल कॅपेसिटिव्ह आर्क वैशिष्ट्य दर्शवतात. कॅपेसिटिव्ह आर्क त्रिज्या जितकी मोठी असेल तितकी नमुन्याची एकूण प्रतिबाधा आणि गंज प्रतिरोधकता जास्त असेल. आकृती 10 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, क्लॅडिंग लेयरची कॅपेसिटिव्ह आर्क त्रिज्या बेस मटेरियलच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या मोठी आहे. म्हणून, क्लॅडिंग लेयरचा ध्रुवीकरण प्रतिरोध मोठा आहे, हे दर्शविते की क्लॅडिंग लेयरचा गंज दर कमी आहे आणि गंज प्रतिरोध अधिक मजबूत आहे, जो डायनॅमिक संभाव्य ध्रुवीकरण वक्रच्या परिणामांशी सुसंगत आहे.

सारांश, क्लॅडिंग लेयरची गंज प्रतिरोधकता बेस मटेरियलपेक्षा चांगली असते. प्रथम, क्लेडिंग मटेरियल AFEW6-86 वेल्डिंग वायर वापरते, ज्यामध्ये बेस मटेरियलपेक्षा जास्त Cr आणि Ni सामग्री असते, जेणेकरून क्लॅडिंग लेयरमध्ये ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि गंज प्रतिरोधकता जास्त असते. संक्षारक वातावरणात, जेव्हा Cr ची O घटकांशी प्रतिक्रिया होते, तेव्हा पृष्ठभागावर गंज-प्रतिरोधक ऑक्साईड फिल्मचा एक थर तयार होईल, जो धातूचा पृष्ठभाग उपरोधक माध्यमापासून वेगळा करेल, एनोडची विरघळण्याची प्रक्रिया कमी करेल आणि विघटन कमी करेल. क्लॅडिंग मेटलचा दर, अशा प्रकारे क्लॅडिंग लेयरचा गंज प्रतिकार सुधारतो. गंज प्रतिकार सुधारला आहे[15-16]. दुसरे कारण म्हणजे उष्णतेच्या इनपुटमध्ये वाढ झाल्यामुळे क्लॅडिंग लेयरमधील धान्य आकाराचे वितरण अधिक एकसमान आहे.

एक्सएनयूएमएक्स निष्कर्ष
(1) मल्टि-लेयर आणि मल्टी-पास द्वारे प्राप्त क्लेडिंग लेयर लेसर वायर वेल्डिंग प्रक्रिया चांगले मॅक्रोस्कोपिक फॉर्मेशन आहे, छिद्र आणि क्रॅकसारखे कोणतेही स्पष्ट दोष नाहीत आणि क्लॅडिंग लेयर आणि मूळ सामग्रीमध्ये एक चांगला धातूचा बंध तयार होतो. तेथे एक लक्षणीय उभ्या ढीग आहे, आणि क्लॅडिंग लेयरची जाडी 11.5 मिमी आहे.
(२) आच्छादनाचा थर प्रामुख्याने फेराइट, विडमॅनस्टॅटन आणि लॅथ मार्टेन्साईटचा बनलेला असतो. क्लॅडिंग लेयरमधील Cr आणि Ni सामग्री मूळ सामग्रीपेक्षा जास्त आहे. Cr आणि Ni घटक पॅसिव्हेशन फिल्मची स्थिरता सुधारतात, आयनच्या प्रसारास अडथळा आणतात आणि क्लॅडिंग लेयरचा ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि गंज प्रतिकार सुधारतात. याव्यतिरिक्त, उष्णतेच्या इनपुटमध्ये वाढ झाल्यामुळे, क्लॅडिंग लेयरमध्ये धान्य आकाराचे वितरण अधिक एकसमान असते, म्हणून क्लॅडिंग लेयरची गंज प्रतिरोधकता मूळ सामग्रीपेक्षा चांगली असते.
(3) मूळ सामग्रीची सरासरी कठोरता 172.02HV आहे, आणि क्लॅडिंग लेयरची सरासरी कठोरता 320.13HV आहे, क्लॅडिंग लेयरची कठोरता मूळ सामग्रीपेक्षा खूप जास्त आहे. मायक्रोस्ट्रक्चर आणि धान्य आकाराच्या प्रभावामुळे, क्लेडिंग क्षेत्राची कडकपणा संपूर्णपणे एक पायरीसारखी वितरण प्रवृत्ती दर्शवते.