镁合金由于具有轻质高强、易于回收等一系列独特的优点,而备受人们关注,与传统工程材料相比镁合金具有广阔的应用前景。然而在镁合金实际应用过程,许多结构件需要进行焊接加工。由于熔点低、热膨胀系数大、导热快等特点,镁合金的焊接性能比较差,焊接接头软化问题成为制约镁合金广泛应用的瓶颈之一。深冷处理作为材料改性的一种新方法,与其他传统方法相比具有许多优点,并且已经得到了相当广泛的应用。但有关深冷处理提高有色金属各种性能的工艺方法和微观机理还不是十分清楚。本文以AZ31镁合金TIG焊接接头为研究对象,研究了不同温度和保温时间的深冷处理工艺参数对其硬度、拉伸性能的影响,并对深冷处理前后合金内部组织构变化进行了观测和分析,初步探讨了深冷处理对镁合金作用的微观机理和改善焊接接头性能的微观机制。实验结果表明,深冷处理可以使焊缝区组织细化并促使硬脆第二相粒子大量弥散析出,同时使晶体取向发生了改变,通过显微维氏硬度测试和静态拉伸性能实验发现力学性能的变化与深冷处理工艺之间存在一定的关系。焊接件经-150℃,4h深冷处理后,显微维氏硬度值提高效果显著,且随着保温时间的延长硬度值逐渐增大。深冷温度为-196℃,达到同样的强化目的所需保温时间有所缩短。镁合金焊接件在-196℃深冷保温10h时抗拉强度和屈服强度都达到最大值,分别提高了17.8%和58.5%,但延伸率的提高有限。最后应用金属学知识,结合实验结果,分析了深冷处理对镁合金作用的微观机理。