基于熔化极气体保护焊的电弧增材制造技术具有沉积效率高、生产成本低和自动化程度高等优势,被广泛应用于金属零件的快速成型。传统电弧增材制造普遍存在成形质量差和精度不足的缺点,在电弧增材制造中施加外部纵向磁场可以改变电弧的热量分布和熔滴过渡过程,有利于提高增材质量和成形精度。目前外加纵向磁场的电弧增材制造技术的研究主要基于实验结果,理论研究还不足。为此,本文利用数值模拟的方法,开展外加纵向磁场电弧增材制造电弧特性及熔滴过渡行为研究,通过外场复合电弧增材制造的电弧热力特性以及熔滴过渡的研究,为实际外加磁场辅助电弧增材制造提供理论依据和工艺指导。在对电弧增材过程中熔基层形貌不断发生变化的物理现象分析基础上,对熔基层形貌进行简化;考虑外加纵向磁场对增材电弧的影响,利用Fluent流体动力学分析软件,建立外加纵向磁场电弧增材制造电弧仿真模型。基于计算流体力学和电磁学理论,分析电弧等离子体的受力和热效应,结合UDS和UDF添加外加纵向磁场电弧增材模型的控制方程源项。利用增材制造电弧仿真模型,对不同增材层数和外加纵向磁场强度电弧进行数值模拟。计算结果表明,随着层数的增加,电流密度在电弧阴极附近发散,电弧内部电流密度有所减小;电弧温度、速度和压强都略有减小;电弧等离子运动形式变为逆时针螺旋向下运动;随着磁场强度的增大,电弧最高温度变大,电弧等离子流速增大,电弧压力减小,电弧内部产生负压;随着磁场强度增大,开始阶段电弧热量分布更加集中,电弧加热效率升高,而增大至0.008T时,电弧阴极出现局部低温区域,热效率反而降低。利用Fluent建立外加纵向磁场电弧增材二维轴对称熔滴过渡仿真模型,利用增材电弧的仿真计算结果,建立电弧压力回归方程,将电弧压力作为熔滴所受到的等离子流力,采用流体体积函数（Volume of Fluid,VOF）法追踪熔滴自由表面进行熔滴过渡仿真。外加纵向磁场熔滴过渡模拟表明,熔滴在外加磁场产生的周向洛伦兹力作用下发生旋转;随着纵向磁场强度的增大,熔滴所受的离心力加大,熔滴过渡频率增高;磁场强度0.006T为临界值,超过这个值,熔滴形状由椭球形变为长椭球形,容易形成飞溅。外加纵向磁场电弧增材制造的电弧和熔滴研究,给出了外加磁场与电弧热物理特性及熔滴过渡之间的定性和定量关系,为提高电弧增材质量提供理论支撑。