镁合金具有比弹性模量大、密度小、比强度高、散热好、消震性好、承受冲击载荷能力强等优点,在汽车、航空航天和电子信息工业中有着广阔的应用前景。然而,由于密排六方的晶体结构,镁合金在室温下滑移系少,塑性变形能力低。这些性质导致采用塑性成形的加工方法制造镁合金复杂结构件难度较大。因此,焊接是低成本地制造镁合金复杂结构件的有效手段。然而,由于镁合金的低熔点、易烧损、受热易变性等缺点,镁合金的焊接工艺长久以来都是工业界和学术界的研究热点和难点之一。本文以AZ系列变形镁合金为研究对象,针对不同厚度的镁合金板材制定了不同的TIG焊接工艺,并采用显微组织分析、拉伸实验和硬度测试等方法,系统地研究了焊接热输入的变化对镁合金TIG接头宏观形貌、微观组织和机械性能的影响,揭示了微观组织演变规律及其与焊接接头力学性能之间的关系;并采用SYSWELD模拟软件进行有限元分析,澄清了双面TIG焊热输入与焊接缺陷的内在关系。在实验事实的基础上,结合理论分析,得到以下主要结论:裂纹是镁合金焊接接头失效的主要原因之一。这通常是由应力集中引起的。在本研究当中,进行了AZ61镁合金板的双面TIG焊接实验,并且使用了有限元法研究了局部熔透对于焊接接头中应力裂纹形成的影响。采用扫描电子显微镜对焊缝裂纹表面的微观结构进行了观察,并采用SYSWELD软件对焊接过程中工件的热历史和焊后的残余应力分布进行了模拟。结果表明,在应力集中的条件下,沿晶界分布的共晶化合物β-Mg17Al12的熔化导致了裂纹的产生。该研究对于阻止由共晶化合物β-Mg17Al12熔化导致的应力裂纹的产生具有理论指导意义,尤其是对于镁合金焊接结构件的生产制造尤为重要。在AZ31镁合金单面TIG焊接中,采用了活性剂辅助与Si C纳米颗粒增强的手段增加焊接熔深。研究了焊接电流变化对AZ31镁合金纳米颗粒增强TIG接头宏观形貌、微观结构和机械性能的影响。研究发现,在同样的焊接参数下,纳米Si C颗粒增强的TIG焊接所得到的AZ31镁合金焊接接头的熔深更大,熔池更窄,焊接缺陷更少,且α-Mg晶粒也更为细小。当焊接电流增大时,这样的效果更加明显。根据斯托克斯定律,由于马兰戈尼流的作用,AZ31镁合金的纳米颗粒增强TIG接焊接过程中,纳米Si C颗粒会在液态金属流的驱动下运动。最后,当温度冷却至室温,Si C颗粒将会主要分布在液态金属流的轨迹上,也就是焊接熔池的中部和底部。Si C纳米颗粒的添加增强了AZ31镁合金纳米颗粒增强TIG接焊接接头的强度,这主要是由于细晶强化和弥散强化造成的。当焊接电流增大时,AZ31镁合金纳米颗粒增强TIG接焊接接头中的纳米Si C颗粒的数量也随之增加,因而接头力学性能也得到持续提升。然而,当焊接电流超过115 A时,接头的力学性能严重下降,这是因为过大的热输入造成了接头的晶粒急剧粗化。