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焊接电弧，作为焊接过程能量传输的载体，其工作状态对于工件的焊接质量有着重要的影响。传统TIG焊工艺成熟、操作简单、适应性强、成本低，在制造业发挥了重要作用。但其电弧能量分布不均，使得焊缝残余应力较大。作为自由电弧的进阶，等离子弧具有能量密度高、电弧挺度大、热影响区小等优点，但焊接厚板时易出现小孔失稳现象。基于传统弧焊工艺的经济性和普适性，优化焊接热源的能量密度和热力分布成为提高焊接产品性能的有效手段。国内外大多学者采用复合热源的方式来提高热源的性能，但不同热源之间复杂的耦合关系，使得焊接过程不易控制，也增加了制造成本。 本文引入压力这个变量，通过数值计算的方式研究环境压力和局部压力对焊接电弧物理特性的影响。主要内容包括: 首先，本文根据磁流体动力学理论建立了电弧通用数学模型，并根据焊接实际工况添加了动量和能量方程源项。基于电弧通用数学模型，建立了等离子弧数值模型，计算得到了电弧的温度场、流场及电场分布。本文还设计了一套电弧信息采集系统，采集了电弧的宏观形态和阳极电弧压力，并与计算结果对比，结果吻合。 基于电弧通用数学模型和穿孔等离子弧熔池形态，建立低压穿孔等离子弧数值模型，计算了不同环境压力下低压穿孔等离子弧的物理状态，研究环境压力对电弧穿透能力的影响。计算结果表明:环境压力在维持穿孔等离子弧温度的前提下，提高了电弧的速度和电弧压力，使得低压穿孔等离子弧的穿透能力增强。 最后根据电弧通用数学模型和焊枪内部结构，建立了空心钨极中心负压电弧数值模型，研究局部压力对电弧物理特性的影响。计算结果表明:局部压力减小使得电弧内外压力梯度增大，阴极下方电弧反向流动导致热量流失，电弧逐渐收缩，导电半径减小，电弧能量密度增大。