综述：AZ31B镁合金微波混合加热连接的计算建模、仿真与实验分析最新研究进展

（编辑推荐）本综述系统阐述了微波混合加热（MHH）技术在AZ31B镁合金-镍填料连接中的创新应用，通过计算建模（±3.82%高精度验证）与实验验证相结合，揭示了2.45 GHz电磁场下多参数耦合作用机制，为替代传统高耗能连接工艺提供了理论支撑与实验范式。

　　

微波混合加热技术的革新突破

微波混合加热（MHH）作为颠覆传统金属连接工艺的新范式，其核心优势在于通过2.45 GHz电磁场与材料介电损耗的协同作用实现精准能量调控。AZ31B镁合金因其轻量化特性成为航空航天领域的关键材料，但其活性高、易氧化的特性使传统连接技术面临挑战。

计算建模的高精度验证

研究团队构建了耦合电磁-热场的多物理场模型，首次实现MHH过程中电磁能分布与热传导行为的动态模拟。模型预测结果与实验数据差异小于±3.82%，尤其在镍填料熔融区形貌预测中展现出惊人准确性。通过COMSOL Multiphysics^?软件重现了微波腔体内驻波形成的热点分布特征，这为工艺参数优化提供了可视化依据。

多参数耦合作用机制

输入功率梯度实验揭示：当功率从800W提升至1200W时，接头微观组织中的Mg₂Ni金属间化合物含量增加37.5%，直接导致剪切强度提升至215MPa。值得注意的是，微波驻波效应产生的选择性加热使接头区域形成独特的"洋葱环"状微观结构，这种特征在常规电阻焊中从未被发现。

跨尺度表征技术验证

同步辐射X射线断层扫描显示，MHH接头气孔率较激光焊降低62%，EBSD分析证实再结晶晶粒尺寸分布更均匀。纳米压痕测试发现热影响区硬度波动范围缩小至±5HV，这意味着微波的非接触加热特性显著降低了热应力集中效应。

工业应用前景展望

该研究建立的数字孪生模型可预测不同几何形状工件的加热均匀性，已成功应用于新能源汽车电池箱体的原型制造。未来通过集成机器学习算法，有望实现实时功率补偿控制，这将使MHH技术向智能制造的终极目标迈出关键一步。