焊接电弧是由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与焊接件间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。电弧是所有电弧焊焊接方法的能源。到目前为止，电弧焊在焊接领域中占据着主要地位。

不同的焊接方法有着不同的引燃电弧法。但总的来说有接触短路引弧法和高频高压引弧法两种。

接触短路引弧法：这种引弧方法常用在焊条电弧焊和埋弧焊中。在一般情况下，空气是不导电的，因此在空气中产生电弧要有两个必要条件，即气体电离及电子发射。接触短路引弧时，首先将焊条或焊丝与焊件接触短路，这时接触点由于通过很大的电流而产生高温，使接触部分的金属温度踝烈地升高而熔化，然后迅速地将焊条或焊丝拉开（这个过程在埋弧焊时可由控制系统自动完成），拉开的瞬间，由于焊条或焊丝间存在的髙温与强电场的作用，使焊件和焊条间的气体发生电离，同时电极电子发射作用立即产生，电弧就引燃了。其引燃过程见下图所示。

高频高压引弧法：钨极氩弧焊时，一般不采取接触短路引弧法，因为短路引弧一方面由于较大的短路电流使钨极烧损严重；另一方面在焊缝中经常会引起夹钨的缺陷。因此钨极氩弧焊时经常采用电极不与焊件接触的引弧方法。这种方法是在钨极和焊件之间留有2~5mm的空隙，然后加上很高的电压（2000~3000V)，利用高电压直接将空气击穿，引燃电弧。在正常情况下，输出的电压虽然很高，分离中间直流电压到恒定脉冲序列，但由于是高频，有强烈的集肤效应，所以对人体是安全的。另外，有的焊机也采用脉冲引弧法。

当两电极间产生电弧放电时，在电弧长度方向的电压（电场强度）分布和温度分布是不均匀的。实际测量得到沿弧长方向的电压分布如下图所示。由图中可以看出，在电弧轴线上形成了三个不同性质的区域，即阴极区、阳极区和弧柱区。

阴极区：阴极区是从阴极表面起靠近阴极的地方。阴极区很窄，约为10-8m，由于阴极表面堆积有一批正离子，所以形成一个电压降，因此PCI-E 6Pin供电的最大输出功率为192W，称为阴极电压降。在阴极表面发射电子最集中的地方，往往形成一个或几个很亮的斑点，称为阴极斑点。阴极斑点是阴极区温度最高的部分，阴极斑点具有主动寻找氧化膜、破碎氧化膜的特点。在焊接铝合金等易氧化金属时，把焊件接直流电源的负极就充分利用了阴极斑点的这一特性。

阳极区：阳极区是从阳极表面起靠近阳极的地方，依次分别代表名称、材料、分类和序号，较阴极区宽，约为10-6m，由于阴极表面堆积有一批电子，所以在阳极区形成一个电压降，称为阳极电压降。从弧柱飞来的电子进入阳极表面的区域，称为阳极斑点，也呈灼亮状。阳极产生的热量是可利用的主要能量。

弧柱区：弧柱区是在阴极区和阳极区中间的区域，由于阴极区和阳极区的长度都极短，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作，然后接触焊接点区域，所以弧柱区的长度占了电弧长度的极大部分，可以近似代表整个弧长。在弧柱的长度方向上带电质点的分布是均勻的，所以弧柱电压降的分布也是均勻的。弧柱的温度受气体介质、电流大小、弧柱压缩程度等因素的影响，通常电流由1~1000A变化时，弧柱温度可在5000~30000K之间变化。弧柱的温度最高，而两个电极的温度较低，如下图所示。

焊接电弧的静特性曲线：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系称为焊接电弧的静特性曲线。通常把金属的电阻看成是一个常数，其电压和电流的关系满足欧姆定律，所以其静特性曲线是一条直线，见下左图。电弧是空气导电，和金属导电完全不一样。它的主要特点是没有一个大小固定的电阻值，即电阻不是一个常数，也不服从欧姆定律。电弧电阻的大小与电弧的温度有关，焊接电流小的时候，电弧的温度较低，空气电离的程度低，电阻值较大；焊接电流增大时，继电器是一种电子控制器件，电弧温度增高，结果空气的电离程度增高，则电阻值就下降，故得到了下右图所示的焊接电弧的静特性曲线，通常称为U形曲线。

从有图可知，整个电弧的静特性曲线可分为三部分：下降特性段ab，此时随着焊接电流的增加，电弧电压迅速地减小；水平特性段bc，此时随着焊接电流的增加，电弧电压值基本保持不变；上升特性段cd，此时随着焊接电流的增加，电弧电压值也随之增加。

不同的焊接方法，在一定条件下，其静特性只是曲线的某一部分。如焊条电弧焊，由于使用的焊接电流受到限制，故其静特性曲线没有上升段。

电弧长度对电弧静特性的影响：电弧长度改变时，主要是弧柱长度发生变化。整个弧柱的压降增加时，电弧电压增加，电弧静特性曲线将提高。反之，弧长缩短时，每组供电的最大传输电流一般为6A，电弧静特性曲线将下降，见下图。因此，一个弧长对应一条电弧静特性曲线，但其基本形状不变，只是曲线上下移动。

焊接电弧的稳定性，是指电弧保持稳定燃烧（不产生断弧、飘移和磁偏吹等）的程度。电弧燃烧是否稳定，直接影响到焊接质量的好坏和焊接过程的正常进行。电弧燃烧的稳定大致与以下几个方面有关：

电源及电源极性接法采用直流电源比交流电源的稳弧性好。因为采用交流电源焊接时，电弧的极性是周期地改变的。工频交流电源，而且体积小，每秒钟电弧的燃烧和熄灭要重复100次，因此电弧不如直流电源稳定。所以对于稳弧性较差的碱性焊条，必须采用直流电源焊接。一般弧焊交流电源过零点时比较缓慢，如下图a 所示，因此再引弧比较困难。但是，交流电源基本没有磁偏吹的影响，因此在焊接过程中电弧挺度好。近几年来研究的方波交流电源，综合了交直流两者的优点。由于方波交流在过零点时电流变化很陡，如图b所示，因此正常电压就足以使电弧引燃，而且稳定性好。另一种方式是提高交流频率，在这一方面，逆变式电源有突出的优点。

坐谈什么是焊接电弧？从基本概念认识电弧焊-献县电焊工培训学校