电弧的主要作用力有：

　　A、电磁收缩力，这个力使电弧形状成为一个断面直径变化的圆锥体，由于断面直径不断加大，就产生焊丝到工件的下推力。把这个下推力称为电弧的电磁静压力，使熔池形成一个轮廓。

　　B、等离子流力，高温电离气体的高速流动，称为等离子流力，也称为电磁动压力，它影响熔池的形状。

　　C、班点力，是电子撞击阳极，离子撞击阴极，以及电弧施加在电极上的作用力。通常阴极班点力比阳极班点力大些。

　　（5）电弧的极性及其选择

　　由于直流电弧两个电极导电机理不同，其产热特性也不同，因而焊机两个电极的不同接法，对于焊接电弧的稳定性和对焊丝、焊条、母材的熔化特性都有着重要的影响。直流焊机的两种接法是：直流正接或正极性接法，指工件与焊机的正极相接，焊条、焊丝等与焊机的负极相接。反之是直流反接或反极性接法，工件与焊机负极相接，焊条、焊丝与焊机的正极相接。

　　焊接极性的选择通常遵循以下原则：对于非熔化极焊接，如TIG焊，钨极希望获得较少的热量，以减少电极烧损，通常采用直流正接法；对于埋弧焊、碱性焊条焊、以及熔化极气体保护焊，电极都是冷阴极材料，阴极压降UK较高，阴极产热量较大，为使母材有较大的热量和熔深，通常采用直流反接法。另外因反极性时，熔滴所具有的班点力小，熔滴过渡比正极性接法时稳定性高，所有熔化极气体保护焊多用正极性接法。

　　3、焊丝的加热与熔化

　　在熔化极自动和半自动焊中，焊丝的加热、熔化以及到达熔池的过渡特性，是影响焊接质量和生产效率的重要问题。在熔化极电弧焊中，焊丝有两个方面的作用，一方面作为电弧的一个极，导电并传输能量，另一方面，作为焊接的填充材料，向熔池提供熔化金属与熔化了的母材一起冷却、结晶而形成焊缝。

　　根据1-1、1-2式，单位时间内阳极区和阴极区的产热量，用电功率PA、PK表示，则：

　　P_A=I（U_A+U_W+U_T）
　　P_K=I（U_K-U_W-U_T）

　　正常情况下，U_T＜1V，很小，当焊接电流大时阳极压降UA也很小，故上式可简化为：

　　P_A=IU_W　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1-3
　　P_K=I（U_K-U_W）　　　　　　　　　　　　　　　1-4

　　上式说明在大电流时，阳极产热量主要是电子的逸出功，阴极产热量是阴极功率IUK减去电子的逸出功。

　　焊丝的加热，还要考虑焊丝杆伸长部分的产热量。从焊丝与导电嘴的接触点到电弧端头的一段焊丝上（即焊丝杆伸出长度，用LS表示）有焊接电流流过，产生电阻热，这部分热也是加热焊丝的一部分热源，用电功率PR表示：

　　P_R=I²R_S　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1-5

　　R_S为L_S段焊丝的电阻。

　　对于导电性好的铜、铝等金属焊丝，P_R与P_A、P_K相比是很小的，可以忽略不计，但对于钢、不锈钢等材料，电阻率较高，特别对于细丝大电流，P_R值就很大。综合计算电弧热和电阻热，熔化焊丝的总能量P_m为：

　　电弧热：　　P_m=I（U_m+IR_S）　　　　　　　　　　　　　　　　　 1-6

　　Um-电弧热的等效电压。焊丝为阳极时Um=UK，焊丝为阴极时，U_m= U_K-U_W。

　　4、焊丝的熔化速度

　　用V_m代表焊丝的熔化速度，V_m是以单位时间内焊丝的熔化长度（M/h或M/min）或熔化重量（Kg/h）来表示。焊丝的熔化速度主要取决于熔化总热量P_m，而P_m则取决于焊接工艺参数，及焊接条件，如焊接电流、电压、焊丝杆伸出长度，保护气体种类，焊丝材料及电源特性等。

　　焊接电流电压对熔化速度的影响：对铝焊丝，因R_S值很小，P_m=IU_m，可看出熔化速度与焊接电流呈线性关系，焊丝越细，此直线的斜率越大。这表明，在焊接过程中，同样的电流变化量，对细丝熔化速度的调节效果越灵敏。对于不锈钢焊丝，因焊丝电阻率高，熔化速度与焊接电流并不是直线关系，而为某一曲线关系，电流变化对熔化速度的调节比较复杂。

　　因为钢丝是冷阴极材料U_K＞U_W，所以P_K＞P_A，因此，若焊丝为阴极时（正接），其熔化速度要大于焊丝为阳极（反接）时的熔化速度。但这种接法熔化速度不容易稳定，且随Ar，CO2混合气体的比例不同而变化，因而工程上不使用这种接法。

　　焊丝为阳极时（反接），焊丝的熔化速度虽然较小，但很稳定，这是因为PA值不受保护气体的因素影响，只与逸出功UW有关。

　　不同的介质气体，对阴极产热量PK的影响有较明显不同，而且介质还影响焊丝的加热与熔化，也会影响熔滴过渡的形式。因而介质气体对焊接过程的影响是多方面的。

　　此外，焊丝杆伸出长度及它的电阻率，熔滴过渡的形式等都会影响焊丝的熔化速度。

　　在熔化极气体保护焊中，焊丝的熔化速度与送丝速度的平衡是焊接过程稳定的基本条件，在以后的章节中，我们还将进一步研究等熔化曲线等问题。