钛及钛合金是非常好的金属材料,它具有密度小、比强度高、耐蚀性好的优点,被认为是一种“全能金属”,已经在航空航天、交通、化工、医疗等领域取得了广泛的应用。作为新兴的轻质金属材料,钛被认为会在21世纪存在非常好的发展前景。钛合金在焊接过程中极易被氧化,并且容易在接头中产生气孔、裂纹等缺陷,严重影响了焊接质量,限制了钛合金焊接技术在工业生产中的应用。近几年将磁场和焊接技术联系起来而衍生出来的磁控焊接因其能够提高焊接接头力学性能的优点而受到了重视,对磁控焊接技术也正在进行更深入的研究。本课题首先研究了TA2钛合金的焊接工艺,对不同工艺规范下获得的焊接接头进行力学性能测试和显微组织分析,确定获得最佳焊接接头性能的焊接热输入,然后通过设计正交试验在TA2钛合金焊接的过程中施加纵向交流磁场,通过改变焊接电流、磁场电流和磁场频率的大小来研究磁场对接头性能的影响,揭示电磁搅拌细化晶粒,提高焊接接头力学性能的机理。结果表明:焊接热输入是影响TA2钛合金接头力学性能和显微组织的主要因素之一,随着焊接热输入的增加,接头的力学性能呈现先增大后降低的趋势,焊接热输入为1.083kJ/mm时,焊接接头的力学性能达到最大值:σb=589.26MPa、δ=24.34%、Ψ=35.26%,焊缝的硬度为195HB,热影响区硬度为161HB。通过正交实验确定的最好接头的工艺参数为焊接电流为150A、磁场电流为2.0A、磁场频率为30Hz,此时的力学性能为:σb=612.92MPa、δ=25.78%、Ψ=39.43%,焊缝硬度为198HB,热影响区硬度168HB。外加纵向交流磁场通过与电弧、熔池的相互作用产生电磁搅拌作用,改变熔池液态金属结晶和传热过程,细化晶粒,提高焊缝的力学性能。