张晓鸿 司中祺 范翼飞 文远华 张万春

（1 四川航天长征装备制造有限公司，成都 610100）

（2 成都航空职业技术学院，汽车工程学院，成都 610100）

文 摘 在磁流体动力学理论的基础上，针对外加纵向磁场作用下的钨极氩弧焊（TIG）电弧在旋转圆柱坐标系中建立了不同电流密度的数学模型。通过Fluent用户自定义函数进行编程开发，对其流场和电磁场进行耦合求解，得到了外加纵向磁场作用下的TIG 电弧热场和流场的分布规律。结果表明，纵向磁场作用下的TIG 电弧温度场呈现空心钟罩形态，并表现为双峰分布，在近阳极表面位置出现“低温腔”，且电流密度越大，“低温腔”越大；其次，纵向磁场的作用造成阳极表面的压力变化也呈现双峰分布，其峰值压力较无磁场作用时下降了约70%，且电流密度越大下降的越多。

0 引言

TIG电弧在稳定燃烧时会电离激发具有良好导电性的离子和电子，形成电弧等离子体，使电弧成为具有良好导电性的气态导体，进而使得电弧具有良好的磁场可控性。TIG焊作为一种非接触的焊接方法，可通过调控电弧等离子体的运动规律达到改善熔池流动特性的目的。因此，可通过外加磁场的方法对等离子体施加洛伦兹力来控制电弧等离子体的运动状态和分布模式，进而对焊接熔池的形状与受力状态进行调控，达到改善焊缝成形和质量的目的［1］。

为此，刘政军等［2］使用外加间歇交变纵向磁场辅助TIG 焊对AZ61 镁合金进行了焊接试验，发现强烈的电磁搅拌作用可以有效细化晶粒并拟制接头中的气孔，使焊接接头力学性能得到显著提高。……