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本文以AZ31B镁合金和6061铝合金为研究对象,以ER5183铝镁焊丝和ER4043、ER4047铝硅焊丝为填充金属,利用CMT焊接技术进行了镁铝异种金属焊接的工艺性试验,采用超景深、SEM、EDS等方法对焊接接头的组织和性能进行了研究。通过大量工艺实验可以得到镁铝CMT焊接的合适工艺参数,采用ER5183铝镁焊丝时获得成形良好接头的工艺参数为:焊接速度500mm/min,送丝速度5.5m/min,焊接电流93A,电压17.3V。ER4043铝硅焊丝焊接镁铝接头成形良好的工艺参数为:焊接电流为118A,焊接电压14.3V,送丝速度5.7m/min,焊接速度为450mm/min。力学性能测试表明,ER5183铝镁焊丝和ER4043铝硅焊丝对接试样接头的最大抗拉强度分别为17MPa、31MPa。断裂均发生于镁侧熔合区,硬度试验表明此处的硬度值很高,断口的宏观、SEM以及能谱分析结果表明,断裂性质为脆性断裂,断口处存在金属间化合物,这些化合物性能脆硬,连续分布于熔合区中,是影响接头强度的主要因素。采用ER5183铝镁焊丝时,镁侧焊缝区组织为呈枝晶网格状分布的α-Al、Mg2Al3和Mg17Al12的混合组织,显微硬度值在175HV以上;采用ER4043和ER4047铝硅焊丝时,镁侧焊缝区为柱状晶、初晶Si以及Mg2Si的共晶组织,硬度值在80~100HV之间。焊缝中心区和铝侧焊缝区以柱状晶为主,主要是铝的固溶体组织,显微硬度在80~120HV之间。采用铝硅焊丝时焊缝区组织分布均匀,力学性能优良。采用显微硬度计对焊接接头进行显微硬度测定,三种焊丝镁侧熔合区显微硬度均有明显增加,脆硬倾向明显,并且在该区域容易产生裂纹和气孔,是接头较薄弱部位;铝侧熔合区组织过渡均匀,熔合状况良好。镁侧熔合区硬度随Mg、Si含量的增大而提高,焊丝选择时应注意Mg、Si含量的控制。对不同合金焊丝接头镁侧熔合区进行线扫描表明,该区域的元素分布规律基本相似。镁侧热影响区以镁为主,铝元素向镁母材扩散很少。在界面处Mg元素急剧降低,Al元素明显增加,并在熔合区内保持稳定,表明熔合区生成了稳定的镁铝金属间化合物。经过熔合区,元素含量逐渐过渡到焊缝区水平。镁铝合金焊接时容易出现气孔等缺陷,产生气孔的原因是镁铝合金的热导率很高,熔池冷却凝固速度较快,高温时溶解在焊缝金属中的氢在熔池的快速凝固过程中来不及逸出而留在焊缝中。