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对AZ91镁合金挤压态板材进行300℃、30min的焊前预退火处理，并将预退火处理后的AZ91镁合金进行恒温超塑性压缩试验，探讨AZ91镁合金在大气环境下的恒温超塑性固态焊接的可行性。结果表明：温度对恒温超塑性固态焊接接头强度影响较大，时间的影响其次，应变速率的影响相对较小。在恒温超塑性固态焊接过程中组织发生了动态再结晶，并能在更省能源和时间的条件下，达到与扩散焊相当的接头剪切强度。在预压应力30MPa、焊接温度450℃、应变速率为1×10^-4s^-1的条件下，经14min压接，可实现超塑性连