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钨极惰性气体保护弧焊（简称TIG焊）是使用纯钨或活化钨（如钍钨、铈钨等）作为非熔化电极，采用惰性气体（如氩气、氦气等）作为保护气体的电弧焊方法，在现代工业中应用广泛，它的优点是焊接接头质量高，几乎可用于所有金属的连接，特别适合薄板或薄壁管件的焊接。但TIG焊熔深小、生产效率低。为了提高TIG焊接效率，人们采取了许多有效的方法，如活性剂TIG焊（A-TIG）、超声波TIG复合技术（U-TIG）、热丝TIG焊和高速TIG焊等，其中高速TIG焊是采用提高焊接速度的方法来提高焊接效率，焊接速度一般都在1m/min以上。在焊接壁厚为2mm的不锈钢管时，随着焊接速度的提高，会出现管子未焊透的状况，同时出现焊缝不连续和咬边倾向，进而限制了焊接速度的提高，影响了焊接效率。本课题针对这个问题展开了研究，致力于提高TIG焊接电弧的能量密度，进而增加焊缝的熔深，增大焊缝熔化角，降低焊缝的咬边倾向，提高焊接速度，提高生产效率。论文查阅了大量国内外文献资料，提出了一种在TIG焊接区外加高频磁场的方法。针对磁控电弧特性以及磁场对焊缝成形的影响规律进行了深入研究，丰富了外加磁场作用下TIG焊接电弧理论，为扩展TIG电弧的应用范围提供一种有效途径。论文研制了可调节参数范围广的TIG焊电磁控制设备，设计技术参数为：输入电源电压220V/50Hz；电流调节范围0~200A；负载持续率：100%；频率调节范围：0~20KHz；占空比调节范围：25~75%；有间歇交变方波输出功能。设计了与TIG焊枪配套的外加高频磁场磁头。用高速摄像系统拍摄了0~100Hz范围内磁场作用下TIG电弧的形态，并对电弧运动的机理进行了分析。用电弧热量分布测试装置测量了不加磁场和外加高频磁场状态下的电弧热量分布，发现外加高频磁场使电弧热量分布更加集中。外加高频磁场还可以提高电弧的弧柱中心的气动压力峰值：焊接电流60A，磁场频率350Hz，磁场强度30mT，保护气流量10L/min，电弧气动压力呈双峰分布，在470Hz时，双峰消失，气动压力分布变为高斯分布，且随着频率的继续升高，气动压力峰值增大，在3000Hz左右时，气动压力峰值超越不加磁场时电弧气动压力。在激磁频率6KHz时，电弧电流密度较不加磁场时明显增加。在焊接工艺试验中，证实了外加高频横向磁场对电弧的磁压缩效应，并且这种磁压缩可以提高电弧的能量密度，进而有效改善高速TIG焊中由于提高焊速而产生的未焊透、咬边倾向、焊缝不连续等焊接缺陷，在焊接电流90A，氩气流量10L/min，外加高频磁场强度30mT，频率6KHz，焊接速度4.5m/min时，焊缝成形良好。