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本课题向传统短路过渡CO2焊引入不同电流及频率的外加纵向磁场，通过研究外加纵向磁场对于单个周期熔滴过渡过程中燃弧相及短路相初期和末期三个阶段的焊接电弧及液态金属所受电磁收缩力、表面张力、重力、等离子流力情况的影响行为，揭示了外加纵向磁场在降低飞溅，改善成形方面的作用机理，以此为数字控制“同步脉冲磁场”控制CO2焊接技术的开发提供理论依据。本实验开展了：①无磁场和外加纵向磁场作用下短路过渡CO2焊技术进行Q235低碳钢板平焊实验，以此研究外加纵向磁场对于焊缝成形和飞溅的影响情况。②采用基于LabVIEW的GMAW焊接过程分析评价系统同步采集无磁场和外加纵向磁场作用下短路过渡过程的高速摄像图片、焊接电流及电弧电压波形图。实验结果表明：①在飞溅率和焊缝成形方面，当激磁电流一定时，飞溅率平均值随着外加纵向磁场频率的增大而减小，当磁场频率一定时，激磁电流在降低飞溅方面的有效作用随着激磁电流的增大而增强。其中当激磁电流Im=6A时，外加纵向低频磁场（5~25Hz）和外加纵向高频磁场（500~2000Hz）作用下的飞溅率平均值最大降幅分别为3.20%和4.98%，而焊缝余高的尺寸则由无磁场情况下的2.15mm分别降低至磁场频率为5Hz时的1.66mm和磁场频率为1000Hz时的1.84mm。②在熔滴过渡过程方面，在燃弧相中，外加频纵低向磁场和高频磁场对焊接电弧和球状熔滴在水平方向上分别具有扩张和压缩作用；在短路相中，外加纵向低频磁场和高频磁场对金属液桥在水平方向上均具有电磁压缩作用。受力分析结果显示：①燃弧相中，外加纵向低频磁场和高频磁场的扩张和压缩作用将分别提高和降低球状熔滴在竖直方向上所受促进其与熔池中液态金属短路行为发生的合力，结果导致短路时间的缩短和延长。②在短路相初期阶段，受前述合力变化的影响，熔滴与熔池接触面积的半径及液态金属在水平方向所受促进其铺展运动的表面张力呈现一致的增大或减小，分别促进或抑制了液态金属的横向铺展运动，改善或抑制了焊缝成形，降低或额外增加了短路初期的金属飞溅。③在短路末期，外加纵向磁场的压缩作用将引起金属液桥在竖直方向上所受促进液桥拉断的合力提高和短路相时间的缩短，即可以提高熔滴过渡频率，改善焊缝成形。而且，短路时间的降低，将削弱液桥内部集聚的能量，进而降低由“电爆炸”所产生的飞溅。