在铝电解车间进行焊接时,由于空间磁场的作用,使焊接电弧出现磁偏吹,影响焊接质量,严重时甚至不能引燃电弧,导致焊接过程无法进行。本文基于焊接生产实际及屏蔽电弧干扰磁场的需要,结合反消磁法的原理,提出了纵向磁场发生装置的设计思想,应用ANSYS软件分析了相关参数对装置所产生纵向磁场的影响,确定了装置的主要结构参数,并结合实际加工工艺的要求,研制了一套新型纵向磁场发生装置。该装置突出了尺寸小、重量轻及操作方便、使用安全等特点,具有良好的励磁效果及优良的绝缘、冷却、锁紧性能。其试用结果表明,该装置能够有效防止干扰磁场对焊接电弧的影响。在研制磁发生装置的基础上,本文建立了纵向磁场作用下焊接电弧的数学模型,并利用ANSYS软件对其进行有限元计算,研究了外加纵向磁场及主要焊接工艺参数对电弧温度场、电流密度、电弧电压及等离子流速等特性参数的影响。结果表明：①模拟结果与磁场作用焊接技术理论及已有实验数据基本吻合；②电弧最高温度出现在钨极端头附近,且随着焊接电流及弧长的减小,电弧温度下降；③外加纵向磁场的作用使电弧最高温度下降,温度场发散并形成“矮而胖”的分布形状,但是外加磁场的引入并不增加TIG焊接电弧的总热量,只是改变了电弧的热量分布特征；④外加纵向磁场的加入使电弧电流密度减小、电压升高,并使等离子体流速略有减小且在整个电弧径向分布上出现双峰值现象。