磁控焊接技术是将外部磁场引入到焊接过程中,对焊接电弧、熔滴以及熔池液态金属加以控制,进而影响焊接过程的传质传热,改进和优化焊接工艺的一种方法。本文通过数值模拟与试验相结合的方法,研究2219高强铝合金外加纵向磁场MIG焊的焊接过程,分析纵向磁场作用下的MIG焊焊缝成形行为,同时开展焊接试验对模拟结果进行验证,并对焊接接头进行组织及力学性能分析。探究外加纵向磁场对MIG焊接过程的影响,为磁控焊接技术的应用提供理论依据。本文建立了外加纵向磁场作用下的MIG焊接熔池模型,其中根据熔合线准则建立了外加纵向磁场作用下的MIG焊接双椭球热源模型,充分考虑表面张力、电磁力、电弧压力、熔滴冲击力等因素,使用计算流体力学软件FLUENT模拟计算2219高强铝合金MIG焊熔池演变过程。计算结果表明,对熔池施加纵向磁场后,熔池中的液态金属受到附加电磁力的作用,加强了其向熔池两侧运动的趋势,促使熔宽进一步加大,同时高温熔体向下流动的能力减弱。与无外加磁场相比,纵向磁场的作用会使熔池宽度增加,熔池深度减小。但当引入的纵向磁场强度超过一定范围时,随着磁场强度的增加,熔宽反而变小,熔深变大。外加纵向磁场的引入,使熔池中液态金属在xoy平面产生旋转。在y方向上,随着纵向磁场强度的增加,流体流速先增大后减小。在z方向上,随着纵向磁场强度的增加,流体流速先减小后增大。解释了不同磁场强度作用下熔池宽度和深度产生变化的原因。磁控MIG焊接试验结果表明,随着外加纵向磁场强度的增加,焊缝表面鱼鳞纹逐渐变得致密,但当磁场强度超过一定值时,焊接过程会产生飞溅而使焊缝形貌变差。将焊缝横截面形貌与模拟结果进行对照观察,验证了模型的准确性。在一定磁场强度范围内,随着纵向磁场强度的增大,焊缝晶粒得到了有效细化。同时,接头的抗拉强度、伸长率以及接头的硬度也都随着磁场强度的增大呈现先增大后减小的变化趋势。