随着焊接制品国际市场竞争越来越激烈，提高焊接生产效率、降低焊接成本，成为提高焊接制品国际市场竞争力的首要着眼点。而提高焊丝熔敷率是解决上述问题最为直接有效的方法。因此，性能卓越的T.I.M.E.焊工艺出现以后，高熔敷率MAG焊工艺成为诸多研究热点问题之一。为避开T.I.M.E.焊工艺使用专利，降低T.I.M.E.气体成本，各国研究人员开始研究无氦或少氦混合气体保护的高熔敷率MAG焊工艺，以增强工艺应用的普遍性。但是，采用无氦混合气体保护，难以在连续大电流区间获得稳定的熔滴过渡形式，限制了使用焊接电流，因而抑制了焊丝熔敷率进一步提高。 所谓焊丝熔敷率，包括焊丝熔化速度与熔敷效率两层意思。焊丝熔化速度是指熔焊过程中，单位时间内熔敷在焊件上的金属量（Kg/h），它标志焊接过程的生产率。熔敷效率是指熔敷金属量与熔化的填充金属（通常指焊丝）量的百分比。因此，若想提高焊丝熔敷率需要从两个方面来解决。其一，提高焊丝熔化速度，即单位时间内熔化更多的焊丝，增大焊接电流是最为普遍的做法；其二，提高熔敷效率。使熔化的焊丝，即熔滴，稳定地过渡到熔池中去，而并不是做为飞溅损失掉，也即保持熔滴过渡过程稳定。因此，提高焊丝熔敷率最为有效的方法，是在连续大电流区间仍能保持稳定的熔滴过渡形式。 为此，本论文研究了焊丝熔化速度的影响因素，并以高速摄像为手段研究了旋转射流过渡临界电流值的影响因素。研究结果表明，混合保护气体成分配比对焊丝熔化速度基本没有影响。在连续大电流区间获得稳定的熔滴过渡形式才是采用无氦混合气体保护实现高熔敷率MAG焊工艺的核心问题。 基于上述实验结果，以及电弧与磁场的可作用性，本论文首次提出，采用外加磁场控制焊接电弧形态，进而控制熔滴过渡过程，最终在连续大电流区间，以无氦混合气体保护获得稳定的旋转射流过渡形式。 本论文首次建立了外加磁场作用下焊接电弧的稳态模型和磁控电弧运动的动态模型、详细论证了外加磁场控制焊接电弧运动机理及磁控电弧运动的动态过程，并提出了磁控电弧运动准稳态概念。指出，磁控电弧运动的稳态只与外加磁场分布有关，而与磁感应强度大小无关；而磁控电弧运动准稳态与两者都有关系。当外加磁场作用下的电弧运动达到稳态时，电弧系统所消耗的能量最小。电弧在外加磁场作用下所获得的动能由焊接电源来提供能量，而不是由外加磁场提供。 通过外加磁场分布的有限元计算及分析可知，外加磁场分布由励磁线圈的几何形状和励磁线圈到工件之间距离共同确定。调节励磁线圈到工件之间距离磁控高熔敷率MAG焊机理研究一可以同时调节磁场分布和磁感应强度大小。 经过理论分析和实验验证，首次采用外加磁场控制焊接电弧，以无氦混合气体保护，在连续大电流区间获得了稳定的旋转射流过渡形式；解决了连续大电流区间熔滴过渡稳定性问题，实现了无氟混合气体保护的高熔敷率MAG焊工艺。