Al-Cu系铝合金重量轻,导电、热性良好,因此随着航空航天、海洋工程和军工领域的发展而应用率逐年增加。在对该种铝合金进行焊接的过程中,因合金内部Cu元素与Al元素的理化性能差异较大,因此存在气孔与热裂纹等缺陷发生的可能。为解决相关难题,本课题通过设计磁场发生装置,实现磁场辅助MIG焊接过程。磁场发生装置的励磁电流和励磁频率分别可调,再对这两种励磁参数进行正交匹配,对不同励磁参数下的焊缝形貌、金相组织和力学性能进行评定,获得适用于Al-Cu系铝合金最佳的励磁参数。为了进一步分析磁场作用效果,通过模拟的方法,设计并制造了可行的磁场发生装置。通过该装置,可以有效覆盖电弧区、熔池区及热影响区。在上述区域中磁场强度均达10 m T以上,且可通过增加励磁电流以提升磁场强度。在实验过程中,通过高速摄像系统对磁场作用下的电弧行为进行观察,发现磁场作用下电弧形态发生明显转变,在磁场作用下电弧形态逐渐呈现钟罩形。励磁电流的变化会影响钟罩形的程度,即随着励磁电流的增加,电弧中段收缩现象越明显。而在本实验励磁频率范围内,随着励磁频率的提升,电弧旋转造成电弧扩张。在合适的励磁参数作用下,焊缝表面成形质量明显好转,其中以5 A-70 Hz励磁参数作用表面成形质量最佳。在磁场作用下,焊缝区的晶粒更加细化,较无磁场作用晶粒度提升了66.57%。熔合线偏向焊缝区一侧出现尺寸不均匀的等轴晶区,在等轴晶区边缘因温度梯度作用形成柱状晶。在焊缝中心区,因磁场作用而增加熔池流动性,获得更为细小的等轴晶区组织。磁场作用下的焊缝力学性能获得了不同程度的提升。在磁场影响下,氢气团在晶间聚集并长大,但不合适的励磁参数会增加气泡逸出的阻力,从而形成在焊缝表面附近的大尺寸连续性气泡,会影响焊缝的力学性能。在5 A-70 Hz励磁参数下,气泡顺利逸出,焊缝截面SEM图不可见氢气孔。