李晓泉， 初雅杰， 杨宗辉

（南京工程学院材料工程学院，南京 211167）

镁合金作为最轻质的金属结构材料在航空及轨道交通制造中具有广阔的应用前景，但镁合金的可靠焊接是目前制约其应用于重要金属结构的关键问题之一。镁合金适合于用TIG焊、激光焊、搅拌摩擦焊来进行焊接加工，其中以TIG焊最具实用化［1～7］。但由于金属镁在晶体结构及热物理性能方面的一些本征特性，如具有滑移系相对较少的密排六方晶体结构，且热导率高、熔点低、线膨胀系数大，因而熔焊形成的铸态焊缝性能较差。通常焊接接头强度及塑性均较母材金属更为低下，尤其是对于变形镁合金，焊接接头与母材力学性能更难于匹配。从理论角度如果对密排六方结构的金属镁在再结晶温度以上实施一定的塑性变形，使其发生动态回复与再结晶，在细化晶粒的同时还可开通新的滑移系，甚至诱发超塑性机制［8，9］。还有研究指出铸态镁合金组织遵从Hall-Petch公式（σs=σ0+Kd-1/2）中的K值较大，而K值的大小又取决于滑移系的多少。这意味着镁合金强度对其晶粒度具有很强的依赖性，动态再结晶所产生的晶粒细化非常有利于镁合金熔焊接头室温强度的提高，进而达到显著提高强度及塑性的力学改性效果［10，11］。但目前开展的实验研究均是针对镁合金材料而言，对熔焊接头，特别是焊接性能较差的镁合金熔焊接头尚未引入该思路来达到力学改性的目的。据此作者针对Mg-Al-Zn系的AZ31B变形镁合金，用钨极氩弧焊获得焊接接头，然后对接头区域进行局部热碾压力学改性试验，以期能探索出改善镁合金TIG焊接头强度及塑性的有效方法。……