1. Структура электрической сварочной дуги

Электрическая сварочная дуга – это длительный электрический разряд между двумя электродами в газовом промежутке под действием приложенного к ним напряжения.

Дуга получила свое название от характерной формы, которую она принимает при горении между двумя горизонтально расположенными электродами; нагретые газы стремятся подняться вверх и этот электрический разряд изгибается, принимая форму арки или дуги.

Общей характеристикой газов является то, что они в нормальных условиях не являются проводниками электрического тока. Однако, при благоприятных условиях (высокая температура и наличие внешнего электрического поля высокой напряженности) газы могут ионизироваться, т.е. их атомы или молекулы могут освобождать или, для электроотрицательных элементов наоборот, захватывать электроны, превращаясь соответственно в положительные или отрицательные ионы. Благодаря этим изменениям газы переходят в четвертое состояние вещества называемого плазмой, которая является электропроводной. Под действием напряжения источника питания электроны перемещаются к аноду, а положительно заряженные ионы – к катоду.

Цифровой код по EN ISO 4063, апрель 2000	Европейская (EA) и американская (AA) аббревиатура		Полное наименование
111	EA	MMA	Manual Metal Arc Welding
	AA	SMAW	Shielded Metal Arc Welding
114	EA	FCAW	Flux-cored wire metal arc welding without gas shield
	AA	FCAW	Flux-cored arc welding
12	EA	SAW	Submerged Arc Welding
	AA	SAW	Submerged Arc Welding
13	EA	MIG/MAG	Gas Shielded Metal Arc Welding
	AA	GMAW	Gas Metal Arc Welding
131	EA	MIG	Metal-arc Inert Gas Welding
	AA	GMAW	Gas Metal Arc Welding
135	EA	MAG	Metal-arc Active Gas Welding
	AA	GMAW	Gas Metal Arc Welding
136	EA	FCAW	Flux-cored wire metal-arc welding with active gas shield
	AA	FCAW	Flux-cored arc welding
137	EA	FCAW	Flux-cored wire metal-arc welding with inert gas shield
	AA	FCAW-S	Flux-cored arc welding
139	EA	FCAW	Flux-cored wire metal-arc welding with active gas shield
	AA	FCAW	Flux-cored arc welding
141	EA	TIG	Tungsten Inert Gas Welding
	AA	GTAW	Gas Tungsten Arc Welding

Электрические свойства дуги определяются процессами, протекающими в ее трех характерных зонах – столбе, а также в приэлектродных областях дуги (катодной и анодной), которые находятся между столбом дуги с одной стороны и электродом и изделием с другой.

Для поддержания плазмы дуги при сварке плавящимся электродом достаточно обеспечить ток от 10 до 1000 ампер и приложить между электродом и изделием электрическое напряжение порядка 15 – 40 вольт.

При этом падение напряжения на собственно столбе дуги не превысит нескольких вольт. Остальное напряжение падает на катодной и анодной областях дуги. Длина столба дуги в среднем достигает 10 мм, а вот катодная и анодная области, напротив, характеризуются очень короткой протяженностью (около 0.0001 мм для катодной области и 0.001 мм для анодной).

Экспериментально установлено, что для случая сварки плавящимся электродом падение напряжения в катодной области превышает падение напряжения в анодной области: 12 – 20 В и 2 – 8 В соответственно.

Однако, в условиях сварки TIG катодное падение напряжения, напротив, значительно ниже анодного падения напряжения.