电弧放电主要是针对工业焊接中的电弧放电现象来说的，电弧放电是一个很复杂的过程，至今有很多问题尚不清楚，特别是阴极电子发射问题。很多学者从磁流体的角度对焊接电弧进行了研究，得出了电弧的温度场和电流密度的分布规律。本文主要是从粒子物理学和静电场的角度对电弧（空气和水下）进行模拟仿真，在此基础上，再结合旋转磁场，来研究焊接电弧在旋转磁场下的运动行为。本文在探讨电弧放电机理的基础上，利用电磁有限元分析软件Vector Fields建立空气和水下湿法TIG焊的模型。仿真过程中将水下湿法TIG焊介质分为气泡层、过渡层和液体层。仿真结果与前人的试验结果基本一致，证明了此种方法的可行性与合理性。仿真对电弧温度进行了测算，并得出了电流密度的分布规律：在径向位置上服从高斯分布，即电弧中心处的电流密度最大；在轴向位置上，离阴极的距离越近，其电流密度值越大。同时，在电弧模拟的基础上，又对焊接电弧的体二次发射和阳极的背散射运动轨迹进行了探讨，得出体二次发射和背散射的运动轨迹与粒子的出射角以及粒子所带的电荷的关系。之后设计了一个旋转磁场发生装置，在Vector Fields中对旋转磁场进行了模拟仿真。接着对旋转磁场和电弧进行了联合仿真，得出以下结论：电弧的旋转频率随着磁场的旋转频率的改变而改变，电弧的旋转半径与磁场的旋转频率成反比，磁场的旋转频率越大，电弧的旋转半径越小；通过改变励磁电流的大小可以改变电弧的运动形态，电弧的旋转半径随着励磁电流的增大而增大，所以可以通过调整励磁电流的大小得到不同的旋转电弧的运动形态。本文从一个全新的角度对焊接电弧及焊接电弧在旋转磁场下的运动行为进行了模拟仿真，为以后焊接电弧的科学研究和工程应用提供了一定的借鉴。