目前针对控制短路过渡CO2焊飞溅，改善焊缝成形的研究主要集中于小电流下的薄板焊接，而在中等焊接电流下，焊丝直径变大，会出现电弧偏吹等不良现象。因此，本文将外加纵向磁场引入到焊接电弧工作区域，研究磁场作用对于短路过渡CO2焊的电弧形态、熔滴过渡和焊缝成形的影响，从而解决磁场对于在中等焊接电流下CO2焊的控制作用。本课题采用数值模拟、数值计算与实验数据相结合的方法，首先利用数值仿真来模拟纵向磁场作用下电弧形态、熔滴过渡以及焊缝成形的变化，直观观察纵向磁场对CO2焊的影响；接下来通过高速摄像实验拍摄并计算电弧形态的锥角、半径等参数，熔滴过渡形态参数，采用平面堆焊获得磁场作用下焊缝熔深熔宽，利用实验得到数据研究磁场作用下电弧形态，熔滴过渡和焊缝成形的变化规律；最后采用数值建模的方法，推导计算公式，量化外加磁场对于CO2焊的影响，分析熔滴短路过渡过程中分别在燃弧期、短路初期和短路末期的受力形式，从根本上解释电弧形态，熔滴形态和焊缝成形在磁场作用下变化的原因。通过实验和数值分析的结果显示：在低频磁场作用下，最佳磁场参数为2A60Hz时，电弧形态呈扩张的钟罩型，熔滴过渡频率较无磁场有所增加，焊缝熔宽增加，熔深减小；在高频磁场作用下，最佳磁场参数为2A2000Hz时，电弧径向被压缩，熔滴过渡频率也增加，但焊缝熔宽减小，熔深增加。同时，在短路过渡燃弧期与短路初期，低频磁场对熔滴的电磁收缩力减小，促进熔滴向熔池的铺展以及短路过渡，减小短路瞬时飞溅；在短路末期，高频磁场压缩短路液桥，促进了金属液桥的拉断，减小了熔滴的短路时间，提高熔滴过渡频率，减小了“电爆炸”飞溅，改善了焊缝成形。