双丝间接电弧气体保护焊接(以下简称双丝间接电弧焊)是一种高效节能的新型焊接方法,焊接过程中两根焊丝分别接焊接电源的正极与负极,电弧在两根焊丝端部间燃烧,被焊工件在焊接过程中不接电源,排除在焊接回路外。该方法具有节能、高效、熔合比小等优点,是一种有着良好应用前景的新型焊接方法。但该方法也有其自身缺点,由于热输入较低,易产生熔深不足,焊缝形状不合理等缺陷,仅依靠调节焊接参数增加对工件热输入,改善焊缝成形具有一定的局限性。在焊接过程中加入外加磁场,可改变电弧形态及熔滴过渡行为,实现在不改变焊接参数的情况下对热输入进行调节,推动这种新型电弧焊接方法在工程中的实际应用。本文研究外加磁场作用下电弧形态、熔滴过渡行为、以及焊缝成形规律,分析外加磁场对双丝间接电弧焊热输入的影响及内在机制。研究结果表明:外加磁场影响电弧形态。正向磁场下电弧向x轴正向偏转,随磁感应强度的增加电弧偏转角度增大。负向磁场下电弧向x轴负方向偏转,随磁感应强度的增加偏转角度增大。外加磁场加载角度影响电弧偏转角度。外加磁场加载角度增大,外加磁感应强度由0mT增加至5mT过程中电弧偏转角度幅度减小。加载角度越大,降低幅度越明显。对外加磁场下电弧等离子体中电子所受洛伦兹力分析,发现不同外加磁场影响电子所受洛伦兹力大小,进而影响电弧偏转角度。电弧形态的变化最终影响电弧对工件的热输入。在负向磁场作用下,电弧宽度增加,电弧对工件加热面积增大,熔宽更大;正向磁场作用下,电弧对工件加热区域更为集中,获得更大熔深。负向磁场使阴极熔滴与阳极熔滴靠近z轴;正向磁场使阴极熔滴与阳极熔滴远离z轴。外加磁感应强度对熔滴过渡行为有重要影响。负向磁场下,随磁感应强度增大,阴极熔滴与阳极熔滴相互靠近并最终接触,发生短路,电弧断开;正向磁场下,随磁感应强度增大,阴极熔滴与阳极熔滴彼此远离,焊接过程相对稳定,但两极熔滴距离过大,会导致电弧被拉断,影响焊接热输入。根据水滴的质量-弹簧模型,建立外加磁场作用下熔滴质量-弹簧模型,该模型所计算焊接过程中熔滴重心位置与熔滴实际重心位置基本吻合,可用于磁场作用下熔滴形态变化分析。外加磁场对电弧形态及熔滴过渡规律的影响最终作用于焊缝成形。负向磁场下焊缝熔深随磁感应强度增大先增大后减小,熔宽随外加磁感应强度增大而增大,正向磁场下焊缝熔深随外加磁感应强度先增大后减小,但熔深相较负向磁场更大,熔宽随外加磁感应强度增大而减小。正向磁场对焊缝成形的影响较负向磁场更为明显。在3mT正向向磁场作用下焊缝成形最好,同时熔深最大,焊缝与母材结合最为牢固。