短路过渡作为CO2气保焊的重要过渡方式,广泛应用于低碳钢和低合金钢结构件的薄板和中厚板的焊接中,但飞溅率大,焊缝成形质量差等缺点,导致焊材及能量的利用率降低。数值模拟与实验验证相结合的方法揭示焊接电流控制波形参数和短路过渡行为之间的定量关系,研究熔滴和熔池之间的相互影响规律,这对于改善短路过渡CO2气体保护焊工艺参数,提高低碳钢和低合金钢焊接结构的制造技术水平并降低焊接成本,具有十分重要的理论意义和工程实用价值。从根本上讲,熔滴过渡行为是高温流体在焊接电流产生磁场作用下的动力学行为,因此本文根据CO2气体保护焊短路过渡工艺特点,短路前与短路后采取不同的计算区域与控制方程。采用磁流体动力学理论,考虑电磁收缩力、表面张力、蒸发反力以及焊丝熔化速度关于焊接电流波形和电弧电压的函数,建立综合描述C02气体保护焊短路过渡动态过程的数学模型。采用流体体积函数法(VOF)追踪流体边界,采用有限体积法对控制方程进行离散,采用PISO算法求解离散的控制方程组。采用磁流体动力学方法计算熔滴过渡过程中液态金属的电场强度,磁场强度,电流密度和电磁收缩力,分析电磁收缩力和表面张力对熔滴过渡动态过程的影响,揭示了电磁收缩力这一熔滴过渡主要因素在短路过渡不同时期的作用,从而进一步保证模拟流场模拟结果的准确合理性。定量分析了短路过渡动态过程中熔滴形状动态演变过程,在短路前分析和计算熔滴的形成与长大,在短路后分析熔滴与熔池的相互作用、缩颈小桥形成、小桥拉断。计算了短路过渡完整过程的熔滴与熔池中流场变化,进而探索短路过渡机理；提取短路前后、缩颈小桥断裂前后的熔滴中的压力、速度沿轴向的分布情况,籍此分析短路小桥的断开机理。将计算得到的熔滴短路过渡过程图像与实验图像进行对比,计算结果与试验结果吻合较好。最后选择短路后不同电流上升速度的短路过渡过程数据作为对比,进一步验证电磁力模型的准确合理性。