Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd...

20
HAL Id: hal-00805735 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00805735 Submitted on 28 Mar 2013 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal with microstructure based criterium Aurélie Niel, Cyril Bordreuil, Fréderic Deschaux-Beaume, Gilles Fras To cite this version: Aurélie Niel, Cyril Bordreuil, Fréderic Deschaux-Beaume, Gilles Fras. Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal with microstructure based criterium. Science and Technology of Welding and Joining, Maney Publishing, 2013, 18 (2), pp.154-160. hal-00805735

Transcript of Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd...

Page 1: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

HAL Id: hal-00805735https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00805735

Submitted on 28 Mar 2013

HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestinée au dépôt et à la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publiés ou non,émanant des établissements d’enseignement et derecherche français ou étrangers, des laboratoirespublics ou privés.

Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weldmetal with microstructure based criterium

Aurélie Niel, Cyril Bordreuil, Fréderic Deschaux-Beaume, Gilles Fras

To cite this version:Aurélie Niel, Cyril Bordreuil, Fréderic Deschaux-Beaume, Gilles Fras. Modelling hot cracking in 6061aluminium alloy weld metal with microstructure based criterium. Science and Technology of Weldingand Joining, Maney Publishing, 2013, 18 (2), pp.154-160. �hal-00805735�

Page 2: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

�������� A�B CDECF��� �A������E �� ���� �������� E���� ���� ��BA E��CD��BD�CB�DE��E���CD�B�D�E

���������ABCDC�E����F�������E��A��E������FC��

���BC��B�C��D���������E������������ ����!�� �C������B��"�����C�#���B��"�����C��FC����

�$C����BCDC�E��%E�� ��B��"#�&C

���BDECB'B���C��(��)����*��D��)�������B�"����"���B�����DE���B��BE"���)����*����"CB������������EC)$���D�

������������B�D��)��+�������"�"�C������BE"��D��""CB�������������)C��������CB��CE��EC���"C�D����B������D�

B������"CB��������E����B����D��C���C�������������CB��CE��EC������������"CB"B��D��,����C���C����������D�B��

�B���D� ��B"�����B&�-�""�.������ �/01���D���(������B����BE���������&�E������B&�)C�����BC"�B�B)$��

�������������D����C����&���D����DE��D��$�*��D��)��B���B���C��(��)��,B�����)C��������&���BC����&�E�����)�

�B���C��(��)��������BDB�B)$����D� ��B"�D�������BE"���� �"CB��������E����B��� ����"������CB��CE��EC���

"C�D����B����D��C���C�����B�)��B�E���C�)C������,����C���C�������D�B���������CB��CE��EC������ �BC���������

�B�"C�D�����C��(�B������B����B������B�E���C�)C�����.B����

��BD���CB���,B����C�����"CBDE��� ��$����*��D��)������*��D��)��"��D��BE�D�������C����D��!�&BC�E�����$��� ���*����

���C�����) � "B*�C� � D�&���� � �� � �B� � �C��(��) � ��� � �""��C� � �E��CBE� � *BC(� � �� ����)���D � �B� � �C��(�

"���B�������D�� ���*BC(��B"���C��D�D�����D��B����/#1��,������������������B��$���*����"C�D����D�DE���B�

�����B�"����"���B���B����&�E�����)�����

'B� ��C��(��)��""��C� � �� � ����AC����� �,��"�C��EC��-��)�� 2A,-3�D�&���D��� � ��� � ���"�C��EC�� ����C ���

*��C���������CB��CE��EC�����������C��������B�&�)EC���B���,�������C��������B��D�&$��)���D����E�D���D��B��D�

"������C������D��,�������C�����������A,-�����������)���B��D�&C����B����������D������E���������������� �

�B�D��)�����������B��D�&C����B����������E�D�������CD�$�&�B*��CBE�D������B��D�&$��)��B��D��(����B����D�����

���E�D����B��BD����*����D�&&��E��������������D�&BC����B��BC��B��D�&�����B����C��(�)����DE��D��$�����

"CB������,����"���B��������*��D��)����D�&&��E����B�"C�D����DE������CB)���BE��&���D����D����CB��CE��EC��

DE���B��B����.�D��������"E����DE��D��$�����*��D��)�"CB������FBC�����"�����������CB��CE��EC��)���C���B��

��D����� �BC�E�D�C��B��D�&�����B�����D�C����$�C�����D��B�����������C���&�C��FBC����������������"B����B&�

��*�����C��������������B�"�����CBE�D�����*��D�"BB��/41��,B�E�D�C����D��B���C��(��)��������"���B���B��

�� ���B��������ED�D������������$�����

,B����C����C�.���B���C��(�DEC��)�*��D��)�����$�������*�C��DB����,*B��������C�������$�E��D��,���56-+�

������/71�"��$��B��)�B���C��������)E��C��$��B��C�����BC���B"����B���C��(��,��� �C���C����/81�"��$��B�����B��

�B�B)���BE���B�D��)�B�������B��D�&�����B��.B����A���E����������������D���B��B�"������D�� ������)E��C�

��C������������E��C��������E����B���E������E��D�

,B������C�E�D�C����D������BE"���)����*����������EC)$�����C������D������������&���D������E����B����D�

�BD����)��&&BC� � �� ��������C$� ��������)C���D��""CB���� �� � �����D� ��B"�D����� ��BE"��D��B��D�&�����B���

���C������D������������&���D������$�����B�D�&&�C��������������&�E�����B&������"���B������������E��C���� �

�BD����+�������"�"�C��������BD�������BE"��D�"CB��������E����B��*���������"������CB��CE��EC����BD���

����D�B�������CC����B&��B�E���C�)C����)CB*�������"C������D��,����B�E���C�)C�����C��"C�D����D�����D�B��

)�B���C������B���D�C���B���9�����������CB��CE��EC�����"C�D����D����C���C���������C��B�����B���D� ��B"�D�

�$�/01� ����""���D���B�)������B�E���C�)C����� �B�D������ �����C������� �B����B�� �,���� ��D�"��B��B&�-���

�C���C�� � �B �*��D��) � ���� ��BE"��� �������EC)���� �"C�D����B� ���D �*��D��) �"CB���� � ���E����B� � �� �� ���*�

����BDB�B)$�

,���"�"�C����BC)���.�D����&B��B*�D��F�C���������B���C��(��)������/:1����C����D�D��B)����C�*�����B���

������EC)������B���D�C���B���,����BD����)���������"C������D�����C���)�*��������"CB��������E����B���,�����

Page 3: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

�������CB��CE��EC���"C�D����B�����D������D��,B�(�B*������C��������B����B��&BC��B���C��(��)������-�""�.����

���/01�����D�"��D��B����������B&�*��D��)�*������C)������CB)�����$�B&�&���D����D����*C��������������B�E���C �

)C����&C�����F�����$�������C���C������E��D�*�������CB��CE��EC���"C�D����B����D����C������D������������

&���D���B���)�&CB������"CB��������E����B�� �B��""C������� ������"����$�B&� �����BD�� � �B�D���C�����B��

�C��(��)�������

����D����BE���B��E���������C����B���������������/:1�����D� ��B"�D�����*��B���C��(��)������������C��B�����;<-������/=1��,���������B��������B�

"�C&BC�������������B�D��)���&BC��*��D��)��������D�C����B��B&�*��D��)�2&�)�03��,����"��������B���������D�

����������:>:0�������B$�"������,���*��D��)�"�C�����C���&BC��E�B)���BE��*��D����D��C����B�����B��� ��

&E���"����C���B������$�������*�C��"�C&BC��D�*������D�*���BE�����������B�D��)�*����D�&&�C����"CB�����

"�C�����C���,����C��(���C����*�$����������D�����E��������D$����������C����.B���2&�)�#3���������B�E���C�

)C������+�������*BC(���*B�D�&&�C�����������C��C�"BC��D���D�*�������E��D��B��""C������� �����������$�B&�����

�C���C����B�D���C���������C��(�B������,���"�C�����C���C����B*�����������0�� �,���������������B��C��(��

*��C���������A������C��(���,���B��$�"�C�����C��BD�&��D����*���������*B������� ���������ECC�����,���

�ECC����"��$�������"BC�����CB�������������C�����C���&�C���D�B������*��D����CB��CE��EC���,���"������C� �

4�������(���D�����)�B���C$����7>>�8>����,����E�B)���BE��*��D����D����DB���������$����C���*�$�&BC�

4>>������)����,�����"B��D�D��"�������������CBE�D�0�����D��C������������������C�������������"������� �

,���*��D��)��"��D������)����D�����������C$��B�"CB�B����B���C��(��

FBC������*B���������������CB��CE��EC���������*��D�"BB��������B������������2&�)�43��?�E����D�)C�����C���� �

������DD���B&�����*��D����D�*��C�����B�E���C�)C������C��B��������D����E���B�&�����BB���)�C���������

)C������C��D��DC�����*�������������B�D��C��/:��@1��,B��B�"�C��*��D�"BB��&CB����������EC)�����"B����B&�

��*������ �*��D�"BB��*�D����������E����D�)C����.B���*�D��������*�D���B&������B�E���C�)C�������D�����

�����BC�������B��B&��B�E���C�)C�����C��C�"BC��D����������#��,�����.��B&�����*��D�"BB�����C����D�*��������

��������$���D�����D�&&�C����*�D����C�����B��BD�&��D��,���&��������CB��CE��EC�����C�����D��B�*��D�"BB��

�B��D�&�����B��� �,������CB��CE��EC����BC"�B�B)$����B������D�D�&&�C�����������������(��)�"������������

*��D�"BB���BCD�C���D�)B �C��D��$����C�����B�D��)��F�C���������B�E���C�)C��������C��D��B�)CB*�&CB������

���� �����C��� � �$ � �"����$ � ��D � ����� � �C� � �E������D � �� � ��� � �����C � B& � ��� �*��D � "BB� � DE� � �B � � � ��)��

E�D�C�BB���)�/A1��,��C��������B�"�����B�����*����)CB*���B&��B�E���C�)C������D��E������B����D�)CB*���

B&���E����D�)C������?�"�C��������$��������D�&&��E����B�B���C �����CB��CE��EC��)���C���B��E�D�C�*��D��)��

BB�����)���"��D����)��)�*�C��DB�����D�*�������E��D��B��""C��������C��(�B������������C��E���������B���

;B����BC��������$������B*�D�����������C��(���C���B����D��������C�)C�����BE�D�C������D��B����E�D�������

�B����"C�������+������������������C��(�B�����&BC�:>:0�������B$�����DE���B����(�B&����E�D�&��D��)�

��������

���������AB�CC�CD�E��FDA�

A���E�������*��D��C��&E��$�"����C���D�����*B�D������B����������BD���*���C����.�D���,����������"E��*���

C�"C������D��$�����E������D���C��E��B��*��������C�E��C������B��*������C�D�E��B&�4�����D�����&&������$�B&�

:>C� � ,���� � "�C�����C� � *�� � �����C���D � *��� � ���C�B�BE"��� � ����EC����� � ��D � "B�� � �BC����

���CB)C�"�$��,�����������C�����B�&&��������E��D��C��)� ������������4��,������C����&���D��C��)� ����$���

���C�����B�DE��� ���BD�����D�����*��D�"BB���B� ����B������B����(������B����BE�����BC��D��������������

&BE�D����/0>1� �,������C������D�"���������C����C����&���D�����BC�����C����BC�D����BCD�C� �B����E��D�&BC�

���CB��CE��EC���"C�D����B����D���������B���C��(��)��C���C���2�����B��C��E���3�

��B���DB����AB�CC�CD�E��FDA�

Page 4: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

,���:>:0����� �BC�*����D����&��D��$�����B�������/001������*�D��C��)��B&����"�C��EC���,���"��������$�

����� � �B � ������� � � �����D � (�������� � ��D � ��B�CB"�� � ���� �BC � �� � ���� � C��)�� � �,�� � �EC �� � ��D � ����

��������������� �BC��D����&��D����/001��C������C�D����&���������������BD���,���������B�&&��������E��D����

������������������E����B���C����B*�����������7��,����B����.�D��������"E���B�D������"�������D�)���C�����

"��������$�������� ������$�B&�����*��D�"BB���BB���"���������C����2C���3��C����B*�D����&�)�7��,�����C������C��

��B*�����D�&&�C�����B����B��������D����C�����*��D�"BB�����"��D��)�B�������B����B���D�&&�C������C����C����

�B�"B�������C����ED��D���������*��D�"BB���BCD�C��������C�����B�"B������������D�C����B��B&�*��D��)�

2D�C����B��#3��C���BB(�D������D��������C�����B�"B�����"�C"��D��E��C�2D�C����B��03�������������C�B&������

*��D�"BB���������$.�D��+�������BCD�C�B&�����*��D�"BB����B�E���C�)C������C��DB���������D��C�����B���

"�C"��D��E��C� �B� ����*��D�D�C����B�� �;���������C����C����##����D���B����B"����)�B&� ��������CD��DC�����

�"����)����B�BC����*�����B�E���C�)C�����������)�����"�C��EC������������C�������������B��D���D����E�D�

���������������)���D�������B��"��������$��B����(������B����BE�����������BD����,�������� �BC�D��C������

�BC����$�����"���������C����C����������"�����D��$����B�($�/#1���B�����CE��EC����&&������B�D���������C����

���������������)��B&��B��D�&�����B���'�)��##�"���������C����C��������B�E���C�)C��������������C��E��D��B�

���B�"�������D�&BC����B�����*���������.B�����D��������)��BC�BBD��+��"�C���E��C������.B�������BCD�C�B&�

����*��D�"BB�� ��������$���C����D���� ����&CB���B&� ����*��D�"BB�� ���D��)��B�"�������������������C���B��

C����EC�D��&��C�����*��D�"BB������"����D��6���������B�E���C�D��DC��������C����B�����B�D�D������"�������

��C�����E������B��BD����"���������C�����������*��D�"BB���BCD�C��

�DB�ACF�EBFE������DBFDA�

FBC�����"C�D����B��B&�)C������CE��EC���DEC��)��B��D�&�����B��������B����E�����&E���������E���D� ��B"�D��B�

&�C��� ����"�B$�D���������E��C��E�B������""CB����/01��+������"C������"�"�C�������"��C��""CB��������D�

B��)�B���C$���D��������$�������BD���D� ��B"�D��$�'E���&BC������B�E���C��B���E����D��C������B�����

��B�����B�D���C���������*�D���B&�����D�&&�C����.B�����,����B�E���C��B���E����D��C������B��������B�"����

�B��D�&�����B��"���B���B����������C�����D��B��BB���)�C������D��B�"�����B�����*�����B�E���C�)CB*�����D�

�E������B��������������C�B&�����*��D�"BB���6��*����D���E����BC�����CB��CE��EC��"���B���������BD����)�

�����B���,�����""CB����*����"BBC�"�$��������)C�D��������B*���� �C��������&�����B�"E����B��

��D�D�����D��E��C�����"CB��DEC�����D� ��B"�D��F�C��������$�C� ����D�&���D��B�(��"��������CB��CE��EC���

� B�E��B����,�����$�C� ���D�&���D�����E�DC��)���DB������E"�C��"B��D��B�����"CB�����DB�������D����

�B����D���������E��������D$�������"�C��B&��������C����&���D��+���������$�C���������C����&���D��2,��"�C��EC��

��D�)C�D����3��C������C"B����D�B����)C�D��B�&��D��������E�D���B���C���+�������*BC(�����������E��D�����������

��B���C���������*��D�"BB���BCD�C���D���������B&�"B��������B��D� ����� ��,����*��D����D����D���C����D�

*���������� ��B"��B&�����*��D�"BB�����,����� ��B"�����D���C����D��$���������B&�"B����� ��A���� ������C��

��������BCD�C�B&�����*��D�"BB���6��D�"BB���B��D�&�����B��"�C�����C���C�� ��������C����)C�D������������

)CB*�� � C��� � - � ��D � ��� � E�D�C�BB���) � �� /@1� � ,�� � "�$����� � "���B���B� � ��&�E����D � �$ � ������

"�C�����C� � �C� � ��� ��E������B�� � ��� �)CB*�����D�� ���E���$ � ��� ��B��������� �B& �)C����� ��E�� �B � C�"�D�

�B��D�&�����B�� � ��� ����CB��CE��EC� � �� � D��DC���� � ��D � ��� � ��*� �B& � (������ � �C� � ���C�"B����D � &CB�� ��B���

B������D � �� � ��E����C�E�� � ,�� ����CB��CE��EC� � )���C���B� � �� � � � �B�"�����B� � ���*��� � ��� � �E������B��

"���B�������D�����)CB*���B&�)C������A���D�B��'E���*BC(��DEC.�"CB"B��D�/041��������$�������BD����B�

"C�D��� � ��� � ?, � &BC � &��� � �BB���) � C���� ����BCD��) � �B � ���� � �C���C�B� � ��� � ���CB��CE��EC� � *��� � ���

"C�DB�������$��B�E���C�*���E

��������CF ����203

*��C������D�����C���B�������D�"��D��)�B���������B$��$������6����B���C����E����B���������*B�"�C�����C��

�C����������D����0�F0>���D�>�#�C��"���� ��$��,����C���C���2���2033�����B�"E��D�B���������E�D���B���C������ �

����B�"E��D�B���������CB��CE��EC�����$�C�B��"B����� ����� ��,��� ��E��B&�����)C�D���������������������B�

����C"B����D�B��������"B�������,����B��D�&�����B���"��D�2<3�����B�"E��D�*��������D�C����B��B&�*��D��)�

��D������B�����BC�����B�����*��D�"BB���BCD�C� ����"B���� � ����� /071��A���D�B�������C���C���?��203����

�B�"E��D�B��������B��BEC��,���"B����B&��C������B� � ���� � ���*������E����D���D��B�E���C�)C�������

Page 5: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

&BE�D�&BC���������,���������"B�������"E���D����(�����������������B�������������)���������B�)��)��B�����

�BCD�C����*�����B�E���C���D���E����D�.B����,��������B&�"B����������D���C����D������BC"�B�B)$�B&�����

*��D����D������B*�����&�)�7��,�����E����D�.B������D�&���D����*�������������C�B&�����*��D�"BB����D�����

"B���� � ���� ��D������B�E���C�.B������D�&���D����*����������"B����� � ���� ��D���������B&�"B�������A���� �

B�E���C�)C������C���BD���D������)������*�����C�"C������������(����B��B&�����)C�������D���E����D�

)C������C���BD���D�����"B�$)B����+��������E����D�.B��������)C������C��)���C���D��$�"E����)�����������D��

����DB�������D�������$�"�C&BC���)����B���C����D� BCB�B��B&�����DB��������BCD�C��B��� ��"B�$)B����,B�

"E��������������DB�������������"CB��DEC�����E��D��,����"CB��DEC�����������B��BD�&$��B����$�������.��B&�����

��������&E����B��B&��������C��� �&���D� �?�"�C������������$��� �/:1��� ����B*������ � ����)C������.���� �

�B����������������E����D�.B����BB�������.��B&������������������B���������D���E����B�����)C������.������ �

*�������EC�D� �,����"CB��DEC���� ��B��"C�D���� ���E�� ������E����D�.B�������B��E��D���$�BC����� ����

�C���C���D� ��B"�D�&EC���C��,����C�������"B����&BC������C���C�����������B�E���C�.B����A���E������������C��� �

����B����(������B����BE��������������"���������EC)������BD���������C����C���������)����BCC��"B�D��)��B�����

*�D���B&��B�E���C�)C�������C���)�&CB���������������C�����E�������������BCD�C��B��C����������B�E���C�

)C�����9���������B�E���C�)C�����C����������D��������*��D�"BB���BCD�C�B���������� � ��A���� *���������

���)��� � ����)CB*���B&� �����B�E���C�)C�����E�� �����BD���D� ��EC��)�B��� ��������"� � ������)����� ���

�D ����D�E��������C�����D�����*��D�"BB���BCD�C��,���D�C����B��B&��D ����������(����$������"�����*�*��C��

������)������D���B����)��*�������������&�E�E

�����������F ��E�*��C�� � ����������)���B&�����D�C����B��B&�&�C����C��B&�D��DC������������)�B����&C�����,����B�&&���������

�� � D���C����D �*��� � ��� � &�C�� � ���� ��� ��D � �� � �D����&��D � �CBE�D �>�#8� �,�� � ����(���� �B& � ���� �)C��� � �� �

D���C����D �*��� � ��� � �B��D � &C����B� � ���� � �� � ����D � B� � B����� � �E��� �C � ��*� � ,��� � ���"�� ��BD�� � ���

�E����B����� � C�)�CD��) � "�$����� � ���()CBE�D � �E� � B�� � "EC"B�� � B& � ��� �*BC( � �� � �B � �D�"� � � � �C���C���

D� ��B"�D��$�-�""�.���C�.�����D��C���ED�/01�B���B�E���C�)C�����DEC��)�*��D��)��,������)BC�����&BC�

)�B���C�����"C�D����B��B&��������CB��CE��EC�����C����D�D����������8��9������������D��������B�E���C�)C����

�C����BC�D�������������D������)C�������������D����B�(�B*��&���������B""�D�BC����������)CB*����?�����B�E���C�

)C�����(����B������B�"B��D�B&��� �C�����)��������D��������)��������������D����B�(�B*��&�������)�����

���"�C�����$������BC��B��D��

��DF��D���A���AF�B��B�D���D��BA�E��������D�C

-�""�.���C�.�����D��C���ED�/01�D� ��B"�D����B�����C��)��C���C�B������D�E"B���������������B �C�����

���E�D���D��B��D�"�������,�����C���C�B����(������B����BE��� ��������D�&BC����B����D������B��D�&�����B��

��C��(�)���,����C���C�B������C�"CBDE������EC ��&BC� �C�������B�����C���B����,�����C���C�B��*���*C������

�����B���C��&C�����+�������"�"�C�������C���C�B�����C�*C���������&C����B&��B�E���C�)C�������D���*��(�

&BC�E����B�����"CB"B��D���������B*��B���(�����B����BE������� �C����B��B&�"���������C������D����C����&���D��

��B�)����B�E���C�)C�����-�""�.���C�.�����D��C���ED�"CB"B��D��B���(�����B����BE���������B���C ���B��

B����B�����?�������<B�E���2B?<3�*��C������"C����"���D�C����B�����BC�����D��������"C���C$�D��DC�����C��

D�C����B��� �9��&�)�:�� ����B?<������B*���,���B?<�������C����C�.�D��$�����D�&&�C�����E��������� E� ����

��B���$�B&��������E�D���������B��D��(����B� � � � � � � C ���� ��B���$�B&������B��D�"����� ���D������B��D�

&C����B� � � C � � � � � �� ������$ � ��� � �B�"B���� � B& � &�E�D � ��B���$ � �� � ��� � D�C����B� � B& � &�C�� � D��DC����

D�C����B��

+&�����������B���C ���B�����*C�������������&C����B&�������B��D����E�D�B?<�������EABCD�A FE�D�� BC � D�> �2#3

*��C��G�H�����D��&BC���������� ��E��B �C�����"�������+&� � � ����������E�D�&C����B������������ ��E��&BC�

D�����$��������*C�����E � BCD�CC � CEC� � � *��C� � CC ��D � C� �C�������B��D���D����E�D�D�����$��,���

���B�D���C��������E���B���BCC��"B�D��B����������&�B*��,��������&�B*�����D������B?<����B��$�"B������ �

��CBE)�����E�D���D�"���������C�����)�B&������B��D��(����B�E�

Page 6: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

�D�� BC� D�AC� �� F �A FEACC �C �A �-�""�.���B*�D����� � ACC � CF�A�� �� �*��C������"���������C����C�������"�C"��D��E��C��B������B�E���C�

D�C����B����D�����)C�D�����B&�����&�E�D�&�B*����)� ����$�������C�$I����*EAC � �F�A F��� � �� F �

*��C��D��������"�C��������$��+�������*BC(�����"�C��������$����)� ����$����C����DB.��$��""CB������B��

/01�E

���#

#�0�� C4�0@>� � C

#

*��� � �# � �������B�D��C���"����)���(��������B���B���C �D�B���������CB��CE��EC��28>����CB����C3��

B������)���������E���B������D���BE

�� � �� FEA � C�A� ��E�0E� �� �> �243

*��C� � ��CC�C��0 ��������B��D�&�����B����C��(�)���B�&&��������,���D�����$��C��)� ����������4��,����

��E���B��D�&�C���B�����B���"CB"B��D��$�-�""�.�������/01�DE���B��������(�B&��C���"BC����C����,������E���B��

�����B������B� �D�� �C$*��C���B���*��(�&BC�E����B�����"�C&BC��D�B�����*��������"C���EC�����D�)C���B& �

&C��DB��� �,������CB��CE��EC��"C�D����B��)� �� ������(����B��B&� �����B�E���C�)C������B�)�*���������

��E���B��243������������)C���D��+�����������B&�*��D��)� �� ��D�,�&���D���C������CB)���BE���,B��B� ��

�������E���B����������B�D���D����CD���C��B&���E���B��243��C��(�B*��&CB���������E����B����������"B����B&�

�����B�E���C�)C�����$��������C"B����B��"CB��DEC���,����(����B��������EC���$�D� �D�D����B���)�������?����

��)�������������E""BC��&BC������C�����C"B����B����D�������*B�)�E���"B������C��E��D��B�����)C��������*��(�

&BC�E����B���,��������C�����C"B����B�����"��&E����B�������B��������������&E����B���,�����E���B��243����

�E���"���D��$����������&E����B����D����������)C���D��$�"�C����B����D�E

� ���� � ���� � � ���

�� �� �A � C�A� ��E�0E� �� � �273

*��C��������������)���B&�����)�����B&������(����B��B&������B�E���C�)C����� �,������E���B�������B����

�E)�����D��$��B����BE�D�C$��B�D���B����+��)���C�������������E��D����������"�C��B&������B�E���C�)C�����

����C�����)�*�������������� ���E�D������ �B*��B��D�&C����B��C�)�B���B������ �� � ����ECCBE�D�D��$�&�E�D��� �

���B�"��C�� �"C���EC�� �,���� ��� � ��" � �� � ��"B��D��� ����B�"��C�� �"C���EC�� �,�� � ��&� ����D ���D� �B& � ����

��E���B��)� �������������C$����C���B �C�������)�������D�����C�)������D���D�������������C$� ���BC �

�BCC��"B�D��)��B��BEC�����C����,����� �������C��������������������D���� ���B�)������(����B��&BC�����

��)������������"�C�����$�������������,�����������E���B������B� �D�&BC�� �C$��B�E���C�)C�����+����E���B��

273�������BC"�B�B)$��������)C���D���CBE)���������)���B&�������)��������D���������C�����������)C���D�

��CBE)�� ��� �D�"��D���� �B& � ��� ��B��D � &C����B� � ��CBE)�� ���"�C��EC�� �,���� ��� �"CB���� � �� � ��(�� � ���B�

���BE�����CBE)���������CB��CE��EC����BC"�B�B)$���D���CBE)���������"�C��EC��C������D�����"���������C����

C������

,���"CB��DEC���B��B� ��������E���B�������B*���������:��9��������"C���EC��BC�"C���EC��DCB"����(�B*�����

���������B�E���C�)C��������C�������)C������������D���C����D��$��BB(��)����������)�����D�"C����B�������������

)C������

�����B�F�C��� � ��� ����CB��CE��EC�� �"C�D����B�� ��C� � ��B*�� &B��B*�D ��$� ��� ��""������B� �B& � ��� ��C���C�� � �B � ����

"C�D����D����CB��CE��EC������CB��CE��EC���"C�D����B���C����B*�����&�)�=��+�������&�)EC������C�D��B�E���C�

)C���� � �BCC��"B�D � �B � ��B�� � �� � ���"�C��EC� � �� � ��� � ����C �� � B& � �B��D�&�����B�� �9���C� � �B�BC� � �C� � &BC�

�B�E���C�)C��������B��D��������9��&�)�=���������"��B&������B�E���C�)C������������B�����""C������D��,���

�*B�����CB��CE��EC���&BC������*B��������C����B*��B��&�)�@������B���C �D���"�C��������$������*��D�"BB�����

��C)�C�&BC������A�DE���B���)��C���������$���,���"C�D����B���B���������B�D�������C�����)BBD��)C�������*����

��"�C��������B���C ���B���2��������#���D�����=3�� �,�����E����D���D��B�E���C�)C�����*�D�����C��B&�����

�����BCD�C�B&���)���ED��������B���B���C �D���"�C��������$���,����������(����B��B&�������B�E���C�)C��� �

�C�����C����D�&CB������������EC)���� �"C�D����B����D��C���&BC��D��������B���D������B��� ��E���"�����

Page 7: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

��������D�&���D��������"C���D���������B���,���"C���EC�����D���C����D���B�)������(����B���������D�&&�C����

"�C��B&������B�E���C�)C������������B��D�&�����B��C��)���9���B&���������C�����)�"B����B&�-����BD�����������

�� � ��(�� � ���B � ���BE�� � ��� � ���CB��CE��EC� � *��� � ��� � �B��D � &C����B�� � ��� � ����)� � B& � ����� � *��� � ����

�B��D�&�����B����C��(�)���B�&&������ � � � ��D�����"���������C����C�������"�C"��D��E��C�D�C����B��B&�����

�B�E���C�)C�����,����BD������������D���C����D�D�"C����B������������E�D����*BC(��,����BC"�B�B)$�B&�

�����B�E���C�)C���������(������B����BE����$�����BC�������B����D��������)���B&������B�E���C�)C�����,���

��C����C����D���C��E��B����������E��$�.B�������B�"������D������B�D��)�B&������B�E���C�)C�������B��9��&�)�

A��"�C"��D��E��C�"���������C����C������C����B*��*����C��"�����B������&BC����C��������B�E���C�)C������������

A��,���"���������C����C�����������CB)���BE����D�D��B���C�����������CE��EC����&&�������(��)�"�����DEC��)�

�����B��D�&�����B���9��&�)�A������"���������C����C��������B*����������D�B&��B��D�&�����B��JE�������C��(�B������+& �

�������$����B&������BEC�����C���2��C���B������C�)������D���D��B&���E���B��73��&BC���������� ���D������

�B�E���C�)C���������DB���������C���������B���DE���B��B��D�&C����B��*���������B��D�&�����B����C��(�)��

�B�&&���������D������B��C��E��B��B&�"���������C����C��������B*�

;C���EC����������B�E���C�)C��������B�"E��D���CBE)������*��(�&BC�E����B��"C������D�������������������B�� �

���C���C���&BC���������D�"C����B���������E��D��B�D�����������C������������������"���D�"C����B���C���C������

��"C����DE� �� B�� ��283

+���������������������D�"C����B���E������)C����C������������ �����B��"C���EC���,����� �����B��"C���EC�����

D�&���D����>�#7�;����D�������������������)��C��������B�������*��������������C��EC��/01��A$��""�$��)����� �

�C���C���B���B�E���C�)C����������C�������������������D������D��,���D�"C����B�������B*�����&�)�0>��,���

�EC ������C��BBCD���������&CB������D��DC����&BB���B�������"��,�������D�"C����B������������&BB��B&�����

�B�E���C�)C�������������������)��B&��B��D�&�����B��

+�����E�B���C ���B���/:1���B*�D�������C��(��������������������������)��B&������B��D�&�����B��B&�����*��D�

"BB���'�)���"��D� �D�B�2&�)�003���B*�D�������C��(�B�������������EC&�����C��&�C�&CB������*��D�"BB������

��������)����������CB��CE��EC������B��C������D������E�������������������C������D������B��D�&C����B�����

��B��D��B�B����,���&�E�D��B�����E�������B����EBE�����*BC(������C���D������B���E���������E�D������B��&�B*�

�����$�DE���B��B*�"�C��������$��CBE�D������B��D��(����B���9��&�)�00�������B����B��B&������C��������B�E���C�

)C����)� ����$������B�"E����B������B�"�C�D�*�����B�����)���"��D����)�����(���DEC��)�*��D��)��,���

�C�������)C��������B�BC�D����*������9�����E����B����D�B����)���"��D����)����������������B����������&�C�

&CB������*��D�"BB���,����B���C��(�B�����������C��E��D��B��������(�B&����E�D�&��D��)����C�)�B��*������)��

�B��D�&C����B���

���C������

+������"C������"�"�C�����BC�)������BD����B�"C�D�����B���C��(��)�*���D� ���D��,����BD��������D�D�����

D� ��B"�����B&�-�""�.���C�.�����D��C���ED�/01��$��""�$��)����B�����CB��CE��EC���"C�D����B���,���

�BD����������B�D���C�����B���C��(����:>:0���E����E�����B$����.B������������������)��B&��B��D�&�����B���

,����BD�����(������B����BE��������D�&&�C�����BE"���)�����������B���������*�������CB��CE��EC����"CB�����

��D��������������DE��D����������������"���������*B�D������B�����E��C������BD����)���C��(�B�����

�B����B�����*�����""CB������D�

+��BCD�C��B��""C������������ ���������$�B&��E����BD�����������CB��CE��EC���"C�D����B��*��������$�����D�

B� � � � ����$����� ��BD�� � ��D � B� � )�B���C���� � �B���D�C���B�� � ,�� �������EC)���� � "C�D����B� � ��� � �� ��

��"CB ��������D������������D�B������E��C��E�B��������"CB"B��D��$��C����/071���D�-�""�.�/081��

+&������BD���)� �������"C�D����B��&BC� �����C��(�B������*��(��"�������D������ ��������C��� ����� ��C���

D������B�������� �BC�

Page 8: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

�� �D��C��/01 �-�""�.��� ��C�.���5�� ��C���ED��� �!� ��� � �AF � F���D�� � B�DF��DA�� �������EC)���� � ��D �����C�����

�C�������B������0AAA��4>��E77A�

/#1�'B��C��(�����*��D��)�+�++�++��AB����)��E�����""B�D��CB����B"C��)�C

/41����B�(��-����"����CF���D��������B��B�D���D����E�D�DE��C���F��6��D��)�5BEC�����5��E�C$�E#7K�4>��

0A=#��

/71�F������ED���'����(�)�*�����D�D��BBC�D����#���DB�A�C����FDA��A��CA�D�D�DB�FDA������CA�D�D�DB�FDA� �

B��B�D����E�D�������D����DF��AFDB����DB�ACBA��$D%�&�CA�D�D�DB�FDA����A�F����������DA��A��B��B�D����

,C�����5�"��6��D��+�����0A@#��00�E:=�K�==

/81�B� �)��6�F���E�D����� �!�DB�FDA��A� � F�������CF��D�F � F�B��D'E�� FA � F���CFE�#�A� �������D�DF#(�

6��D��)�5BEC�����0A:8��78E�7A=�K8>4��

/:1�������������E���ABCDC�E����FC����*BC(����"CB)C���

/=����-����������C��5��,L�����'��B�����C����CE �)AF����B�D�����A����C�D��*D������F�+E��#�!ECF��DFDB �

,������F��CM�6��D��)�5BEC�����5����0A@4

/@1��BC������F���C�.���C�;�����D�;C��)�����;�A�������BF�A������D��������F��C�A��F���CA�D�D�DB�FDA� �

�DB�ACF�EBFE�� �A� ��EFA���AEC � FD� �����C � D� ������ ����A#C� �����C���� �B������ ���D�?�)����C��)� �0AAA��

�#8A�E84�K�:7

/A1 � �� �D�B� � <���(�5� ��A�����FDA� � ��F���� � CA�D�D�DB�FDA� � �����F��C � ��� � ���� � �DB�ACF�EBFE��C��

+���C����B��������C�����-� ��*���0A@A��<B�E���47���""��#04�#782443

/0>1 �������� � ?�ED� � �� ��BD�������B� � DE � "���B�N�� � D� � &���EC���B� � � � ���ED � �� � �BED�)� � � � �O�C� � E�

�""������B�����O�����)��DO��E����E��:>:0���,�N���D���IE�� �C������B��"�����C�#��#>00

/001�����B����������-���E��B�C��.B��D'E�C��F��.F���E��D'E�C�����AB.�.C���EF�C�F��.��FE���C�CE��E� �

���D�����;�����������+�B���$B���#>0>��

/0#1 �-�""�.��� ����D������� �;CB��������� ��BD�����) �B& ����CB��CE��EC� � &BC����B� � �� � �B��D�&�����B��

"CB������������������EC)������D�����C������0AA4��70��478�4:>

/041�DEC.�F����A�.���B�����D������E�������A�E�����FA��'ED�����F���CDFDA��D��CA�D�D�DB�FDA��

�AB�CCD����B���������D������B�B)$�B&��D ����D�����C������#�E0@8K0A0��#>>0�

/071 �<���(�5� ���������BF �A� �����D�� �BA��DFDA�C �A� � CF��# ����D� � �A���FDA� � D� � CD���� �B�#CF�� �����C �/ �

F��A��FDB�������#CDC������������C�������#>>8��8��84K:=

/081��C����6�A��P����C���,���D�-�D��(C�������A������E����!EFA��F���A���D���A��,����0A�D�D�DB�FDA� �

0F�EBFE��1�+���C����B����B�&�C�����B���BD����)���D�B��CB��B&�5B����)�;CB��������2334

/0:1�-�""�.�����D����D��������D������B�����5�����D�,�� B.�;���;C�D����B��B&�)C������CE��EC������

�C�BE���B��D�&�����B��"CB��������������EC)�������D�����C������C�������B������0AA:��#=��:A8�=>8

Page 9: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

!���D��E��'B���C��(��)�������,���*��D��)�D�C����B����D�������������D�C����B���C��)� ����$�����D�C����B��B&��������E��BC

!���D�"#��E�B)���BE��*��D����D���D��C��(��B����B���

!���D�$#����CB��CE��EC���BC"�B�B)$�&BC�������

Page 10: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

!���D�%# ;���������C�������D�&&�C�����B����B������C����B��#��������D�C����B��B&�*��D��)������BB���)�����"���������C����C���������������&BC�����D�&&�C�����B����B���

Page 11: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

!���D�&#��B���C�����"B�����E��D�&BC����CB��CE��EC���"C�D����B������E""�C���C�"�����&BC���������C������

Page 12: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

!���D��#�B������������� B�E�����B�)�&�C���D��DC�����

Page 13: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

!���D�'#�B�E���C�)C�����"C�D����B������D�B����)�B���C�����"CB��DEC��

Page 14: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

!���D�(#��B�"�C��B��&BC������*B���������&��2�3�C�)���2A3�

Page 15: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚
Page 16: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

!���D�)#;���������C����C����"�C"��D��E��C��B������C�������)C����*����������A�E���B�BC��C���B�E���C�)C����

��������B��*��C����C�D��B�BC����&BC�����������B�E���C�)C����JE�����&BC���C��(�B������-�)���B&�����)C�"��

�BCC��"B�D��B��������C��B&������B�E���C�)C����&CB���������������C����

Page 17: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

!���D����E���"C����B��D���C��E��B�����B����B�E���C�)C�����,�����&������������&BB��B&������B�E���C�)C����

��������C�)����������"�C��B&�����)C������B��C��B�����*��D�"BB��

Page 18: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

!���D���#� C��(���������B��*������)���"��D����)��)����:>:0���E����E�����B$��B�"�C��*�����C��(�

B�����"C�D����B��*�����������E����B����D������C���C���D� ��B"�D���������"�"�C�

Page 19: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

*E����#"CB�����"�C�����C�

,��� 2��F�3 +2�3 !2<3 +�"B��D�D��"���������2��3

� @�4 0=> 0# >�@

A @�4 #>> 0# >�@

*E���"E���B���C��������C����C������B&��������CB��CE��EC���������*��D�"BB��

,��� 6��D � "BB� � *�D���

2��3

B�E���C � )C����

���)���2��3

���� � ��)�� � � B&�

�B�E���C�)C�����2Q3

?�E����D � )C����

*�D���2��3

� =�# 0�A :�0 4�7

A A�# #�: 07�# 7�0

*E���$#,��C�����B�&&�������

B�&&������

������$��B��D2()���43 #=>>

B�DE��� ��$�26F��D3 #>>

�"����$�25F()FD3 8>>��2R� �C�&��C3

������$����E�D�()F�4 ##>>

*E���%#�����������"�C�����C���/0>1

;�C�����C ������� 8>>Q

?�2�"�3 =>>>> :@>>>

< >�4 >�4

��"��� #=��: 48��:

-�2�"�3� #@> @>

*E���&E���)BC�����&BC�)�B���C�����"C�D����B��B&��������CB��CE��EC��&BC��������������"

0��?��C�������"�C��EC��&���D���D�)C�D�����&���D�&CB������"CB��������E����B�E� � ��D� � ��

#��B�"E����B��B&������B��BEC�B&���B���C��������)����"�C��EC������ F �4��+���C"B����B��B&� � � B�������������B���C��B&�������)����"�C��EC�

7��B�"E����B��B&�����C���B�B&���E����D�)C�������D��B����� ����

8���E������B��B&��B�E���C���D���E����D�)C������������D�&&�C����.B�������*���E� F ��0 ��D� F �:���CB*���B&��B�E���C�)C�����*�������E�����������B���C��BC�������E����D�.B������C�����D�

Page 20: Modelling hot cracking in 6061 aluminium alloy weld metal ... · ab cdecf a e e ˘ ˘b a e cdˇbd cb de ˆec dbd e abcdcef ea e ˘ fc ˇ bc˙bcd˝˛ ˚e˙˘˛˚ !˚ c˙˛˝b"cb"cfc˚

*E����#�E��C�����"CB��DEC���B��B�"E�������"C���EC����B�)�����������B�E���C�)C����"C�D����D���&BC��

0���B���CE���������������D�B����E���B��������B�)������B�E���C�)C���

#�����C�"B��������C����&���D���D�"���������C����C��������BC����)�E���"B�����

4���B�"E���"�C"��D��E��C�"���������C����C������D��B��D�&C����B��D�C� ��� �����)�E���"B����

7���B�"E�����������C$����C�������D�C�)������D���D����������C$����C��

8�����������������������C$����C�������D�C�)������D���D�

:����"B������B�"��C���"C���EC�������"�B&������B�E���C�)C���

=���B� ��&BC��"C���EC������BD��

*E���'�E�6��D�"BB����D����CB��CE��EC��"C�D����B��

,��� 6��D � "BB� � *�D���

2��3

B�E���C � )C����

���)���2��3

���� � ��)�� � � B&�

�B�E���C�)C�����2Q3

?�E����D � )C����

*�D���2��3

� = 0�A :� #�#

A 0> #�: 07� 7�@