電弧焊的應用范圍很廣，通常用于所有金屬結構，例如汽車，鐵路車輛，輪船，飛機，建筑物和建筑機械。基材通常是鋼，但也用于其他金屬，例如鋁和鈦。

當電極（焊條，焊絲，TIG焊槍等）相互接觸并且電極彼此分離時，在基材和電極之間會產生電弧。產生的電弧的溫度約為5,000°C到20,000°C。這是一種結合方法，利用熱量作為熱源，將母材和填充金屬或焊條融合在一起。因此，基本上，電弧焊的目的只是電導體。有時將其稱為電焊，但該名稱也包括電阻焊。

在許多情況下，電弧焊根據電極是否熔化而大致分為兩種。消耗性電極焊接（電極焊接），其中電極熔化并以液滴的形式轉移至母材，電極未熔化，但填充材料（焊條）被送入熔池并熔化成母材非消耗電極式焊接（非焊接電極式）。另外，這兩種方法中的每一種主要通過屏蔽方法分類如下。

• 消耗電極類型（電極類型）
  • 電弧焊
  • MAG焊接（金屬活性氣體保護焊）
    • 二氧化碳氣體保護焊
    • 氬氣/二氧化碳弧焊
  • MIG焊接（金屬惰性氣體保護焊）
  • 自保護電弧焊
  • 埋弧焊
• 非消耗電極型（非電極型）
  • TIG焊接（鎢極惰性氣體保護焊）
  • 等離子焊接

TIG焊接，MIG焊接，MAG焊接，碳酸氣電弧焊接在焊縫的氬或氦，二氧化碳覆蓋有氣體，電弧和熔融金屬，因為它是從大氣中受保護的穩定化，所述屏蔽氣體弧焊和可以分類。用于此目的的氣體稱為保護氣體。

MIG焊，MAG焊和CO2電弧焊是可消耗的電極類型，因此，由于焊接設備的性質，可以連續供應填充金屬（焊絲）。正在進步。在氣體保護電弧焊中，將噴嘴指向行進方向，即從右向左用右手，從左向右用左手，向前的方法。根據用途和基材形狀適當使用它們。以氦或氬等惰性氣體作為保護氣體的方法稱為惰性電弧焊。

電弧焊在原理上不能實現自動化，而是需要人工完成，因此有時被稱為手工焊或手工焊，這種名稱指的是電弧焊。覆蓋電弧焊中使用的焊條用稱為覆蓋材料的保護材料覆蓋金屬芯線，該保護材料的厚度約為幾毫米。由于在焊接期間通過電弧的高溫使涂層材料氣化，因此屏蔽了焊接部分以防止大氣中的氮和氧進入焊接部分。另外，涂層材料對焊縫金屬具有脫氧作用，并用作保護焊道和調節焊道形狀形成的爐渣。慣用右手的人在有蓋電弧焊中的行進方向是從左到右，對于慣用左手的人，行進方向是從右到左，并且在任何情況下都相對于行進方向傾斜5到10度。

通過焊接設備，連續填料（電線等）和保護氣供應源，同時保持電弧長度恒定，到海特波焊接焊接進一步進行焊接半自動發言權。上述的電弧焊使用焊條作為焊接材料，但是由于焊條比較短，因此常常需要更換縮短的焊條，這不適合進行大量的焊接。另一方面，在半自動電弧焊中，使用很長的焊絲作為焊接材料，目的是進行連續的大批量焊接。半自動焊接是氣體保護電弧焊，因此抗風性較弱，難以在室外使用，因此主要用于工廠。

在電弧焊中重要的是在保持適當的電流值的同時連續進行焊接。然而，在手工作業的情況下，如果由于電極的磨損或操作者的手的移動而使電極的位置發生變化，則電弧的長度發生變化，施加于電弧的電壓（電弧電壓）發生較大變化。當電壓變化時，電流值變化，從而難以進行穩定的焊接。此外，在用于諸如二氧化碳電弧焊的半自動焊接的焊接機中，需要任意選擇電壓值和電流值，并且操作者必須基于工程知識來設定適當的值。

由于電流在電弧中的電子流動戲劇，陰極部分的特性是電子主導影響電弧焊接釋放部分。

電弧的電氣特性在很大程度上受到電流和電壓大小的影響。在直流電的情況下，當電流值小時，電弧電壓具有負電阻特性，并且隨著電流的增加而降低。當電流為中等值時，例如在有保護電弧焊中使用時，電弧電壓幾乎不變并且顯示出恒定的電壓特性。對于作為用于二氧化碳氣體保護焊將上升特性，電弧電壓隨著電流的增加大電流。在交流電的情況下，平均后的特性幾乎與直流電相同，但是由于交流電，此刻的電壓在小電流，中電流和大電流下均表現出特性。在切換電流值的極性時，電弧會重復熄滅并重新點燃，因此交流電源的空載電壓超過了重新點燃時所需的電壓，并且空載電壓的相位比電流高電源設備需要這種特性。

取決于條件，存在用于電弧焊的各種電源裝置，并且控制電流和電壓的方法不同。操作者需要根據電源的特性和上述電弧的特性來綜合判斷，并選擇和操作合適的電源。

下垂特性是指電流增加時電壓下降的特性，是具有內部電阻值的電池或發電機等一般電源的特性。即使在焊接過程中電弧長度變化和電弧電壓變化時，負載電流值也幾乎恒定^[9]，因此填充金屬的熔化量幾乎沒有變化。由于焊接電流變化不大并且可以手動進行穩定的焊接，因此下垂特性的電源結構簡單，價格便宜，并且可以用于電弧焊和埋弧焊。由于它變化約幾十安培，因此當基材的焊接部分需要精度和致密性時，就不能使用它。另外，交流下垂特性電源在結構上比直流電源的穩定性差，并且電擊的危險性比其他電源高。

如果不能容忍下降特性電源中的上述缺點或電流值的變化，則使用恒定電流特性電源。恒定電流特性電源具有即使電弧長度變化輸出電流也完全不變化的結構，并且被用作用于電弧焊的直流電源。電弧也變寬穩定易施工范圍，稱為生成吹塑磁可能的問題，具有表面是高復雜的定價結構。一些TIG焊接電源，存在這個功能配備情況。

在半自動焊接（尤其是電磁焊接）中，焊槍的操作是手動的。具有保持恒定的電弧長度同時允許焊炬操作的輕微波動的功能的電源是具有恒定的電壓特性的電源。除了電源，能夠通過金屬絲的供給，以保持恒定的弧的長度在恒速進料模式中的填料金屬。恒定電壓特性是即使負載電流增加或減少負載電壓也恒定的特性。當使用具有這種特性的電源進行半自動焊接時，由于焊槍模糊而引起的電弧長度的增加或減少表現為輕微的電壓變化。電流值相對于該電壓變化在幾十到幾百A之間極大地波動，但是由于電流值的變化，焊絲的熔化量極大地變化。另一方面，以恒定的速度供應焊絲，因此，如果焊絲僅被輕微熔化（電流值低），則會過度供應焊絲，電弧會立即收縮（增加電流），反之亦然如果電流熔化（電流值很高），則導線的電源不足，電弧立即加長（電流減小）。校正所需的時間非常短，被稱為電弧長度的自控制或電源的自控制特性。在半自動電弧焊中，電流的設定值直接成為送絲速度。另外，操作人員必須調整電弧電壓，以使電弧長度合適。當線直徑較薄在相同的電流值，導線的熔化量增加時，局部的熱輸入的增加。因此，導線越細，越容易融化。

焊條或焊絲熔化的熔融金屬在母材上的運動稱為液滴轉移。液滴的轉移狀態根據電壓，電流，保護氣體，焊接材料的種類等而顯著變化。

在低電流狀態下，被電弧熱熔化的填充金屬（焊條）的尖端與熔融的母材接觸（短路），電弧消失，金屬從填充金屬流向母材。熔融金屬移動。這稱為短路過渡。

在二氧化碳氣體保護焊中以大電流的狀態，熔融的填充金屬以大的液滴的形式被輸送，并且發生諸如熔融金屬的一部分飛散的現象。這稱為球狀過渡。飛濺的熔融金屬被稱為飛濺物，并粘在焊縫周圍，導致焊縫外觀變差。但是，球狀過渡的優點是，如果可以很好地控制它，則可以進行高速焊接。

在MAG焊接的大電流狀態下，焊接金屬從填充金屬到母材的運動以非常小的液滴狀態進行。這稱為噴霧轉移。由于飛濺少，因此噴霧轉移的外觀良好，滲透性高，焊接效率高。

在電弧焊期間，當熔融金屬與大氣接觸時，大量的氮熔化到金屬中。當熔融金屬凝固時，該氮一瞬間沉淀并形成氣泡并直接凝固。將該狀態稱為氣孔，達到該狀態時，焊接部的機械強度顯著降低。當水迅速凍結時，二氧化碳氣體沉淀并變成純白色冰，這是相同的現象。

為了防止這種焊接缺陷，在焊接期間吹入適當的氣體以切斷空氣和電弧或空氣和熔池。此時使用的氣體稱為保護氣體，即所謂的惰性氣體，即使在高溫下也不會與化學活性金屬發生反應，例如氦氣或氬氣，或者是根據各種需求而具有活性的活性氣體。和的二氧化碳被使用并且有時氫氣和氧氣加入保護氣體并用于。在日本，使用二氧化碳的二氧化碳電弧焊是主流。

顧名思義，保護氣體還具有保護熔融金屬不受大氣影響的目的，但具有本身成為電弧的重要功能。電弧可以說是一種等離子體，在高溫下氣體在其中被離子化。由于保護氣體的電弧允許電子在空氣中移動，因此電弧是導電的導體，與作為絕緣子的空氣不同。作為補充，人們誤解了電弧是“蒸發的金屬”，但是如上所述，這是不正確的，因為電弧焊接中的電弧是氣體的電離。

當填充氣體（焊條或焊絲）首先與基礎材料產生火花并且熱量將保護氣體轉化為等離子體時，會產生xxx電弧。由于電弧導電，因此一旦產生電弧，電流就會流過電弧。然后，電弧本身產生熱量并使周圍的保護氣體電離。當電弧增長到某個階段時，它在某些條件下會進入穩定狀態。電弧熔化了填充金屬和賤金屬。

保護氣體保護電弧，并且是電弧本身的基礎。因此，保護??氣體的組成極大地影響電弧狀態，并且對焊接結果有很大影響。特別地，二氧化碳是極大改變電弧特性的物質。

用于保護氣體的物質是二氧化碳，氬氣，然后是氦氣，氫氣，氧氣等。根據焊接方法和焊接條件的不同，這些可以單獨使用也可以混合使用。氦氣在美國也相對使用。

由于氬氣包含在空氣中，因此會根據沸點的差異從液化空氣中產生氬氣。但是，氬氣和氧氣具有相似的沸點（分別為-186°C和-183°C），并且很難分離。因此，使用劣質的氬氣會增加焊接中的爐渣量，并且容易引起缺陷。此外，氬氣作用略有不同氣和氦氣。防護氣體的制造商正在研究這些氣體的混合比例，并出售用于不同目的的最合適的防護氣體。例如，能夠高速焊接的保護氣體，能夠提高焊接質量的保護氣體，能夠獲得深熔的保護氣體等。

作為用于低碳鋼等的批量生產的焊接中使用的保護氣體，惰性氣體例如氬氣相對昂貴并且不經濟。此外，由于惰性保護氣體沒有清潔作用，這可能導致缺陷。已經設計出的一種解決方案是使用二氧化碳（CO?₂）的防護罩。

CO?₂在高溫下分解，分解為氧氣和一氧化碳。離子化成等離子體，形成電弧。一氧化碳對鋼具有還原作用（在保護方向上起作用），而氧具有氧化作用，即具有降低鋼性能的作用。因此，在將二氧化碳用作保護氣體的情況下，需要在焊絲添加脫氧元素（例如，Mn或Si）。這雖然產生熔池氧化錳和氧化硅，它是在熔池表面上浮動，沒有給它的氣孔，以形成爐渣。但是，必須注意以下事實：根據焊接條件，爐渣可能會進入焊接內部并導致焊接缺陷。另外，當CO?₂在高溫下分解時，其結果是體積迅速膨脹，并進一步從電弧中除去熱量。此時，電弧從周圍被冷卻，變薄且變尖，并且熱量容易集中在狹窄的范圍內。這就是所謂的熱捏效應^[21]。結果，電弧不會包裹液滴，而是從液滴的下端產生的。然后洛倫茲力結果，液滴被提起，并且液滴長大，然后移動到熔池中。在這段時間中，由于電弧持續不斷地產生，所以由于熱量的輸入，很容易滲入基材，并且可以進行快速焊接。這些現象給焊接帶來了更容易產生飛濺的不良因素，焊接缺陷和不良外觀，以及使熔深深，熱效應小并且可以快速進行焊接的良好因素。

應當注意，CO?₂不適合用作具有強電離趨勢的金屬（例如鋁）焊接中的保護氣體。這是因為添加劑不能對產生的氧氣起作用并且不能被還原。

如上所述，由于CO?₂是活性的，因此在焊接期間它處于比氬氣等更復雜的狀態，因此需要足夠的知識和技能來使用。根據目的，建議單獨使用或與氬氣結合使用。

雖然用二氧化碳屏蔽的焊接被稱為二氧化碳氣體電弧焊，但是有一種同時使用二氧化碳和氬氣的焊接方法，這被稱為混合氣保焊。在混合氣體電磁焊接中，將含20％CO?_2和?80％氬氣的保護氣體用作標準氣體。

金屬僅部分加熱和冷卻時會變形。因此，當進行焊接時，焊接構件變形。

僅加熱一部分金屬自然會使該部分膨脹。但是周圍仍然很冷。然后，擴展部分受到來自周圍環境的壓縮。結果，加熱部分比冷部分軟，從而加熱部分在收縮方向上塑性變形。此外，當僅對該部分加熱的金屬冷卻至室溫時，被加熱的部分變得小于原始體積，并且用強力拉動周圍環境。結果，整個產品變形。在加熱部分周圍仍保留有很強的拉伸應力。這稱為殘余應力，會影響最終產品的強度。

焊縫周圍母材的結構發生變化。每種標準都確定了金屬的晶體結構和化學成分，但是當像焊接一樣快速加熱和冷卻時，晶體結構和化學成分會發生變化。

電弧焊的主要靶材是鋼。

右圖是Fe-C相圖，其中縱軸為溫度，橫軸為碳含量。鋼根據溫度和碳含量經歷相變，并轉變成具有不同物理性質的組織。右圖顯示了采取足夠的冷卻時間后鋼的相變。在焊接的情況下，涉及快速的溫度變化，從而如右圖所示的相變劇烈地轉變并且根據加熱和冷卻的方式改變成各種結構。

因此，即使被稱為鋼鐵，也存在各種各樣的鋼材，有些不適合于電弧焊。一些可焊接鋼需要特殊處理才能進行焊接。用于這種焊接的材料的特性稱為可焊性。通常，較硬的材料較難焊接。

當鐵被電弧焊接時，熔融部分從液相迅速變為固相并迅速冷卻。另外，焊縫的xxx在快速加熱之后也經歷快速冷卻。鐵的組成和晶體結構由于這些熱效應而改變，并且根據鐵的類型，強度可能不足，變形或破裂。當將鋼材加熱到一定程度然后迅速冷卻時，鋼材就會變成所謂的淬火和硬化。由于鋼材中含有碳，因此碳會因與鐵發生化學反應或改變晶體結構而變硬。當鋼硬化時，它變脆，從而可能降低機械強度。因此，通常認為碳少的鋼材的焊接性更好。

硬化鐵的物質不僅是碳，而且錳和硅也會引起硬化。這些物質的作用轉換為碳的作用稱為碳當量。

電子從電弧的陰極一側從漂浮在熔融焊接基體表面的稱為渣的氧化物層上的陰極點的一部分跳出。與鋁和鈦不同，鐵很少會被氧化膜覆蓋，因此，使用含有氧化鈦金紅石（TiO?₂）的焊劑來穩定地提供電弧電流。這是因為氧化鈦比鋁，硅和錳的氧化物導電性更好。鈦也被添加到焊絲中。在焊接鋼時使用二氧化碳氣體作為保護氣體并在氬氣中添加少量氧氣的原因是為了促進氧化物的形成。另外，通過將氧化鈦施加到焊絲的表面，減少了“液滴”。這是因為當熔融氧化物薄薄地覆蓋液滴的表面時，熔融氧化物的表面張力降低，并且熔融氧化物以小顆粒的狀態從焊絲飛到焊接基材的表面。當將薄鋼板與汽車鋼板等焊接時，不施加二氧化鈦，并且通過使焊絲與母材之間的大液滴短xxx，焊絲不會直接穿透薄鋼板。

氧化鈦（金紅石）溶解在焊接部中，并且由鈦氧化物作為核形成的晶粒為幾μm或更小，并且鈦鋼部分的晶體結構微細，并且韌性提高。包含在焊接現場氧化物是鋼基材的10倍，和優異的，而不是強度等。