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镁合金作为一种理想的轻量化材料,正受到各行各业的广泛关注。很多学者针对镁合金构件的连接问题做了大量研究,包括气体保护焊、激光焊、摩擦焊等,但关于CMT(冷金属过渡)方法在镁合金焊接中的应用却鲜有报道。CMT方法利用焊丝回抽促使熔滴过渡,在熔沸点低、质量轻的镁合金焊接中有独到的优势。作为新一代技术的交流CMT方法,它在CMT的基础上,通过调节极性,控制能量分配,具有搭桥能力强、热输入小等优点。因此研究CMT方法的特点,对于镁合金焊接接头性能的改善具有重要的理论意义和应用价值。本文从熔滴过渡和工艺试验两方面对比研究了直流、脉冲、直流CMT和交流CMT在AZ31B镁合金焊接中的特点。利用高速摄像,对比分析了四种工艺方法熔滴过渡特点。并选取了直流、直流CMT、交流CMT三种工艺进行了1.5mm厚AZ31B镁合金对接试验,检测了焊接参数对接头抗拉强度、硬度和组织的影响。试验中发现一定范围内利用直流、直流CMT、交流CMT方法AZ31B镁合金均可以实现稳定的熔滴过渡。其中各种方法的临界电流分别为直流74A、直流CMT107A、交流CMT 104A,超过临界电流后,熔滴过渡形式改变。随电流增大直流焊表现出排斥、大滴过渡特征,飞溅很大,难以实现稳定焊接；CMT熔滴过渡表现出喷射和短路混合过渡形式,但飞溅不明显；交流CMT的EP阶段表现出喷射和短路混合过渡的形式,而EN阶段仍然为稳定的短路过渡,没有明显飞溅。脉冲焊平均电流在30A至122A范围内均不能实现稳定熔滴过渡,脉冲频率为80Hz,而过渡频率只有6至12Hz。试验对比研究了1.5mm厚AZ31B镁合金不同热输入下直流、直流CMT、交流CMT三种工艺接接头力学性能。直流CMT最大抗拉强度230MPa,平均抗拉强度227MPa,达到母材的89.0%；交流CMT方法最大抗拉强度220MPa,平均抗拉强度212MPa,达到母材的83.1%；直流焊最大抗拉强度228MPa,平均抗拉强度为206MPa,为母材的80.8%。直流焊焊后平均延伸率只有3.9%,直流CMT和交流CMT方法平均延伸率均达到6.4%。接头横向硬度大致呈“W”形,其中熔合线附近硬度较低,为接头薄弱环节。纵向硬度大致呈“V”形,焊缝中心硬度最高。对比研究不同热输入对AZ31B镁合金直流、直流CMT、交流CMT三种工艺接头组织的影响。随热输入的增大,三种方法都表现出粗晶区晶粒长大、第二相析出增多和等轴晶长大。直流CMT和交流CMT组织比直流焊有所细化。