水下干式高压焊接技术是实现海洋钢结构水下焊接的首选方法。随着水深的进一步加深,需要研究能够适应深水的干式高压焊接方法。磁控焊接技术是近几年发展起来的一种新的焊接技术,利用外加磁场干涉焊接过程,从而寻求改善焊接质量的途径。外加磁场一般采用与电弧轴线平行的纵向磁场。　　本文在借鉴前人数值模拟经验的基础上,依据磁流体动力学理论,并利用高速摄像系统采集电弧图像和观测电弧,对外加纵向磁场TIG焊接过程进行了更接近实际情况的假设,建立了相应的数学模型。本文选用基于流体力学的多物理场耦合CFD软件来模拟焊接电弧。重点研究了外加纵向磁场强度与电弧形态、电弧温度场分布之间的关系。　　模拟了不同条件下的TIG电弧,模拟所得电弧温度分布和国外权威文献刊出的经典实验测量结果、早期模拟结果相吻合。证实了模型的正确性和适用性。　　首先模拟了外加纵向磁场作用下的TIG焊接电弧,模拟结果表明:纵向磁场作用下电弧中纵向运动的带电粒子由于洛伦兹力的作用高速旋转,从而促使电弧旋转;电弧弧长收缩;电弧温度分布发散;电弧中心温度降低、径向温度梯度减小。随着外加磁场强度的增加,电弧加速旋转,但在一定磁感应强度范围内电弧形态及其温度场只有微弱变化。这一变化趋势与高速摄像观测结果基本一致,同时也证实了该模型的合理性、模拟的可靠性。为深入开展研究奠定了基础。　　本文还对不同环境压力下TIG电弧温度场进行了模拟研究。结果显示,随着环境压力的增大,电弧略微收缩,这与高速摄像系统观测的结果相吻合;电弧最高温度逐渐下降,但是阳极表面温度由于轴线处电弧等温线向阳极扩展而有所上升;对高压并外加纵向磁场环境下TIG焊电弧温度场的模拟结果发现,在压力和外加纵向磁场双重作用下,焊接电弧温度分布发散,电弧中心温度降低、径向温度梯度减小,电弧形态变化明显,弧柱中心区靠近阳极一侧出现空心现象。该结果丰富了焊接电弧物理研究。