本文在DE-GMAW(Double Electrode Gas Metal Welding,以下简称DE-GMAW)焊的基础上,对其进行了一定的改进,设计了一款以铜合金为电极的焊枪替换DE-GMAW焊接系统的旁路TIG焊枪,对AZ31B镁合金薄板进行堆焊焊接实验。首先,使用单一变量法,保持其它焊接参数不变,改变某一焊接参数,进行焊接实验,分析该参数对焊缝成形的影响,通过对比,获得该参数的最优值。依次对焊接电压、旁路电流、焊枪几何位置、焊接速度使用该方法进行实验,分析焊缝成形和焊缝尺寸,得出了各个焊接参数对焊缝成形及焊缝尺寸影响的规律,最终获得了各个焊接参数的最优值和良好的焊缝成形。然后,利用光学显微镜观察焊缝的显微组织。发现当各个焊接参数较小时,焊缝熔合区含有部分柱状晶,晶粒尺寸较大,晶粒内部和晶界处含有较多的析出相。随着焊接参数的增大,熔合区的柱状晶逐渐消失,晶粒尺寸减小,析出相减少。最后,使用显微硬度计测试焊缝的显微硬度。发现焊缝熔合区的显微硬度最小,母材区较大,焊缝中心区最大,在中心线附近达到最大值。随着焊接参数的增大,焊缝熔合区和中心区的显微硬度逐渐增大,但熔合区的显微硬度始终小于母材区。利用万能试验机对试样进行拉伸实验,发现焊缝的抗拉强度随着焊接参数的增大而增大,但始终小于母材的抗拉强度,并且断裂处位于焊缝熔合区。经过分析,最终获得的焊接参数为:焊接电压U=20V,总电流I=220A,旁路电流Ibp=140A,焊接速度V=2.9m/min,焊丝末端至工件距离d=3mm,铜电极末端至焊丝的距离d1=2mm,铜电极末端至工件距离d2=4mm,MIG焊枪导电嘴至工件距离d3=18mm,MIG焊枪与旁路焊枪夹角θ=55°,氩气流量为25L/min。