镁合金具有高的比强度和比刚度,尺寸稳定性高,阻尼减震性能好等优点,在轻量化领域具有广泛的应用前景。但由于镁合金为密排六方结构,加工困难,目前的塑性加工方法都有其限制性。本文提出了一种创新性的加工方法—连续焊合挤压,并以AZ31镁合金为研究对象,采用Qform有限元模拟软件对其连续焊合挤压成形进行模拟分析。随后,利用拉伸试验、电子背散射衍射分析(EBSD)、扫描电镜(SEM)等性能检测手段及微观组织分析方法,探究了重复连续挤压及重复连续焊合挤压后的AZ31镁合金组织及性能的演变规律。主要研究结果如下:(1)对AZ31镁合金杆材连续焊合挤压进行数值模拟分析,得出了温度场分布图、等效应力分布图、等效应变分布图、径向速度场分布图及时间-载荷曲线。模拟结果显示:AZ31镁合金杆材连续焊合挤压过程中,金属流最高温度出现在焊合室处。在模具型腔塑性变形区域内,等效应力与等效应变均分布不均匀。最大等效应力出现在焊合室处。最大等效应变也出现在焊合室处,且一直向下延伸,在模具型腔内形成一个线型的等效应变较强的区域。在连续焊合挤压过程中,挤压力在开始阶段达到一个较高的值后略微降低,之后随着连续焊合挤压过程的进行逐渐升高至一峰值,连续焊合挤压达到稳态阶段,挤压力在此峰值上下浮动。(2)在单道次连续挤压后,平均晶粒尺寸由76.6μm降低至55.9μm,之后随着挤压道次的增加,平均晶粒尺寸逐渐增加。另外,相对于常规挤压后的镁合金,各道次连续挤压的镁合金极密度都更为分散,强度有所降低。(3)在单道次连续挤压后,AZ31镁合金的各项力学性能都有所增加。之后随着挤压道次的增加,镁合金各项力学性能逐渐降低。在单道次连续挤压后,合金的各项力学性能都有所增加,这主要是由于细晶强化的效果超过了织构软化的效果。(4)在双道次重复连续焊合挤压后,AZ31镁合金平均晶粒尺寸大幅减少,由常规挤压后的20.3μm降低至4.4μm。基面织构由常规挤压后的平行于ED方向变为与ED方向呈0°~30°,同时,织构强度略微增加。(5)在双道次重复连续焊合挤压后,AZ31镁合金的各项力学性能都有所提高。这主要是细晶强化效果超过了织构软化的效果。细晶强化在提高屈服强度的同时也会提高材料的延伸率,同时,{0001}基面的转动降低了基面滑移系开动的难度,进一步提高材料的延伸率。屈服强度与延伸率的同时提高,造成了材料抗拉强度的提高。