Experimental and computational studies on hot cracking in single laser tracks of aluminium alloy AA2024 and related implications for laser powder bed fusion
Notice bibliographique
Résumé
Laser powder bed fusion of high-strength aluminium alloys remains challenging due to the formation of hot cracks during the printing process. Hot cracking is a complex phenomenon involving a complex thermo-mechanical and metallurgical interplay. Such relationship needs to be fully understood to reap the benefits of advanced laser modulation (temporal and spatial) capabilities, now becoming available in PBF-LB. To this end, we explore the formation of hot cracks in single tracks produced using a simple spatial–temporal laser modulation characterised by laser pulses of various distance. The formation of cracks is then rationalised by physical and numerical modelling using multi-physics CFD simulation. We demonstrate that the area of the mushy zone at the back of the moving melt pool, dynamically contracts and expands according to the laser temporal regimes and find maxima in correspondence to the largest laser pulse distance and the time steps between exposures. By then analysing in detail in the crack observed in the printed parts fabricated with the same laser modulation, it is possible to conclude that the mechanisms leading to hot cracks in these specimens is analogous. In turn, the insights on single tracks can be extended, for the most part, to the case of bulk specimens. Nevertheless, printed specimens appear to be more sensitive to the erratic movement of the melt pool, due to the presence of a larger number of highly energetical grain boundaries and unintended microstructural defects (voids and inclusions), from which cracks can nucleate. Graphical Abstract
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».