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TIG焊,即钨极惰性气体保护焊是目前普遍应用的焊接工艺之一。由于其电弧稳定、无飞溅、焊缝成形好、力学性能良好等特点广泛应用于航空航天、石油化工等对焊缝质量要求较高的领域。但同时存在电弧能量密度小、生产效率低的问题。就此国内外学者在传统TIG基础上进行改型与创新,如活性剂TIG、热丝TIG、超声TIG等。本文基于前期相关实验和阅读大量文献,分析电弧特性,结果显示磁场能够约束电弧能量密度,完成高效化,从而对TIG焊外加磁场进行进一步研究,本文提出外加1KHz-10KHz的高频磁场,着重对以下几方面进行探究实验。论文提出自主研发的高、低频脉冲磁场发生装置配合磁头结构。设备基本参数为:该装置额定电压为220V,设备可输出的磁场频率调节范围是0-10KHz,激磁电流调节范围是5-200A,额定输出电流为10A,占空比为50%,具有直流及交变方波输出功能,配备了与TIG焊焊枪配套的磁头结构。采用逆变TIG焊机作为焊接电源,自行设计研制的磁头与焊枪装配而成的结构稳定的安装在试验台上,利用自行设计研制的高、低频脉冲磁场发生装置产生高、低频磁场。先对1KHz-10KHz分别进行实验,找到效果明显的磁脉冲频率后再进行分组试验;采用FASTCAN Mini UX50高速摄像仪拍摄电弧图像;利用上下空腔同心阳极装置测量电弧热量分布系数;利用HR200+CG-UV-NIR多通道高分辨率瞬态光谱诊断仪测量电弧温度;利用探针法测量电弧电流密度;使用压力传感器连续测量电弧压力。制备试样,观察焊缝形态,测量焊缝熔深和熔宽。实验结果表明:施加磁场频率由低到高时,旋转电弧由钟罩型压缩为圆柱形,当焊接磁场参数分别为70A、30mT以及1.5KHz时,电弧压缩效果最佳,电弧中心压力由0.32KPa增大到0.45KPa;热量分布系数由38.79%上升到50.79%;电流密度也从17.87A/mm~2提高到49.80A/mm~2;电弧温度最高为14072.86K;同时磁场作用使得焊缝成形性良好,熔深由1.36mm上升到1.98mm,熔宽由4.22mm下降为4.08mm,深宽比明显增大,当频率增大到2KHz后,电弧压缩效果减弱。