В настоящее время плазменное напыление покрытий с помощью микрокапель расплавов различных порошковых материалов является одной из перспективных технологий в области материаловедения. Для многих отраслей промышленности данная процедура является крайне важной, например, космической и ракетной промышленности,
нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей отрасли, производство приборов, энергетической отрасли, металлургия, авиация, и т.д. Благодаря плазменному напылению, покрытия могут приобретать важные качественные и эксплуатационные характеристики: жаростойкость, жаропрочность,
коррозийную устойчивость, эрозийную прочность, магнитные характеристики, полупроводниковые свойства, и т.д. Это делается для того, чтобы изделия и детали можно было использовать в жестких условиях.
Для получения покрытий с заданными свойствами и для прогнозирования качества получаемых покрытий необходимо производить измерение параметров струи в технологической цепочке «плазмотрон-струя- покрытие». Наиболее важными параметрами струи напыления являются распределение скоростей и температур частиц в поперечных сечениях потока струи, а также и распределение объемной концентрации частиц (плотности частиц) не только в центре, но и на периферии струи.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка программного модуля для определения статистически распределенных параметров скорости и плотности гетерогенного потока частиц при напылении покрытий.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
• получение потока частиц плазменной струи напыления с помощью высокоскоростной видеосъемки;
• обработка изображения, используя программный комплекс;
• анализ полученных в ходе обработки изображения данных;
• построение гистограмм распределенных параметров частиц.
Данные исследования представляют особую важность для технологов в области материаловедения и напыления покрытий. Благодаря ним можно изучать и отслеживать поведение частиц в потоке, что позволит сделать процесс напыления покрытий порошковыми веществами более эффективным.
В ходе выполнения работы были изучены цифровые методы обработки изображений, различные фильтры для улучшения качества снимков плазменной струи напыления. Все это было успешно реализовано в программном комплексе.
Помимо этого, были рассмотрены и описаны различные методы напыления покрытий. Каждый из них представляет собой сложный технологический процесс. В данной работе был исследован газотермический процесс плазменного напыления и все полученные результаты применимы, в основном, к нему.
Для анализа изображений была использована программа Microsoft Office Excel. Благодаря ей были построены гистограммы распределенных параметров потока частиц, и были получены необходимые результаты.
Кроме того, использование методов математической статистики позволило реализовать алгоритм для отбрасывания треков, длины которых не соответствовали средним размерам треков и были получены путем слияния двух или нескольких треков.
Результаты таких исследований представляют интерес для их использования в области современного материаловедения и для решения задачи оптимизации газотермических технологий напыления функциональных покрытий.
В программном комплексе были выявлены недостатки, связанные с некорректным обнаружением треков. Были внесены необходимые изменения и улучшения для успешной работоспособности программного комплекса.
