На самом деле сварочная дуга представляется в виде длительного электрического разряда, появляющегося под атмосферным давлением между поверхностями двух электродов в газовом пространстве Чаще всего пользуются дугой с прямым действием, она возникает между стержнем электрода, из металла или угольного электрода и металлом, который варят.
Бывают дуги с косвенным действием, которые образуются между угольными электродами, или же между вольфрамовыми, но при этом они должны быть напротив друг друга под углом. Второй вариант сварочной дуги используют реже, например, для сварки атомно-водородной, потому что сложнее в применении.
Прямая дуга имеет столб цилиндрической или конической формы, его основание находится в кратере, а он в свою очередь образуется в сварочной ванне, т. е. где плавится металл. То место, где происходит соприкосновение верхней части столба и раскаленного электрода называется катодное пятно. А та область, где основание столба соприкасается со свариваемым металлом, имеет название анодное пятно. Для примера покажем, что при мощности тока до 300 А, анодное пятно имеет диаметр больший в два раза по сравнению с катодным. Задача пятен это ограничить силовую линию тока.
Вещество, из которого состоит столб это так называемая плазма, т. е. это ионизированные газы раскаленные, которые составляют максимальное накопление энергии, а температура здесь может достигать минимум 5500 градусов и до 7800 градусов, все зависит от плотности тока, чем он выше, тем соответственно больше температура. Вокруг столба присутствуют нагретые пары и газы, образующие ореол. Ионизированный газ имеет в своем составе электроны, положительные и отрицательные ионы и он может быть проводником электрического тока. Степень электропроводности зависит от количества перечисленных частиц.
Объемная ионизация возникает тогда, когда в области газа и пара образуются электрически заряженные частицы. В сварочной дуге образуются нейтральные атомы, они могут образоваться от положительно и отрицательно заряженных ионов, или же от ионов+ и электронов, этот процесс называется рекомбинация, он позволяет сделать дугу постоянной. Очень важно, что ионизация имеет свою степень, которая зависит от того в каком количестве имеются заряженные частицы в определенном объеме по отношению ко всем частицам, но до того, как произошла ионизация. Степень должна равняться единице, и чем значение температуры ниже при этой цифре, тем сварочная дуга появляется легче.