Принцип зварки заснований на використанні температури електричного розряду, що виникає між зварювальним електродом і металевою заготівлею. Дугового розряд утворюється внаслідок електричного пробою повітряного проміжку. При виникненні цього явища відбувається іонізація молекул газу, підвищення його температури і електропровідності, перехід в стан плазми. Горіння зварювальної дуги супроводжується виділенням великої кількості світловий і особливо теплової енергії, внаслідок чого різко підвищується температура, і відбувається локальне плавлення металу заготовки. Це і є зварювання.

Основні властивості дугового розряду
В процесі роботи, для того, щоб порушити дугового розряд, проводиться короткочасне торкання заготівлі електродом, тобто, створення короткого замикання з наступним розривом металевого контакту і встановленням необхідного повітряного зазору. Таким способом вибирається оптимальна довжина зварювальної дуги.

При дуже короткому розряді електрод може прилипати до заготівлі, плавлення відбувається надто інтенсивно, що може привести до утворення напливів. Довга дуга відрізняється нестійкістю горіння і недостатньо високою температурою в зоні зварювання.

Нестійкість і видиме викривлення форми зварювальної дуги часто можна спостерігати при роботі промислових зварювальних агрегатів з досить масивними деталями. Це явище називається магнітним дуттям.
Суть його полягає в тому, що зварювальний струм дуги створює деякий магнітне поле, яке взаємодіє з магнітним полем, створюваним струмом, що протікає через масивну заготівлю. Тобто, відхилення дуги викликається магнітними силами. Дуттям процес називається тому, що дуга відхиляється, як ніби під впливом вітру. Радикальних способів боротьби з цим явищем немає. Для зменшення впливу магнітного дуття застосовують зварювання укороченою дугою, а також мають у своєму розпорядженні електрод під певним кутом.

середа горіння
Існує кілька різних зварювальних технологій, які використовують електродугової розряди, що відрізняються властивостями і параметрами. Електрична зварювальний дуга має такі різновиди:
• відкрита. Горіння розряду відбувається безпосередньо в атмосфері;
• закрита. Утворюється при горінні висока температура викликає рясне виділення газів від згорає флюсу. Флюс міститься в обмазці зварювальних електродів;
• в середовищі захисних газів. У цьому варіанті, в зону зварювання подається газ, найчастіше, це гелій, аргон або вуглекислий газ.

Захист зони зварювання необхідна для запобігання активного окислення плавиться металу під впливом кисню повітря.
Шар оксиду перешкоджає утворенню суцільного зварного шва, метал в місці з'єднання набуває пористість, в результаті чого знижується міцність і герметичність стику.
В якійсь мірі дуга сама здатна створювати мікроклімат в зоні горіння за рахунок утворення області підвищеного тиску, що перешкоджає притоку атмосферного повітря. Застосування флюсу дозволяє більш активно видавлювати повітря із зони зварювання. Використання середовища захисних газів, що подаються під тиском, вирішує цю задачу практично повністю.

тривалість розряду
Крім критеріїв захищеності, дугового розряд класифікується за тривалістю. Існують процеси, в яких горіння дуги відбувається в імпульсному режимі. У таких пристроях зварювання здійснюється короткими спалахами. За час спалаху, температура встигає зрости до величини, достатньої для локального розплавлення невеликої зони, в якій утворюється точкове з'єднання.
Більшість же застосовуваних зварювальних технологій використовує відносно тривалий за часом горіння дуги. Протягом зварювального процесу відбувається постійне переміщення електрода уздовж з'єднуються крайок. Область підвищеної температури, що створює зварювальну ванну, переміщається слідом за електродом. Після переміщення зварювального електрода, отже, і дугового розряду, температура пройденого ділянки знижується, відбувається кристалізація зварювальної ванни і утворення міцного зварного шва.

Структура дугового розряду
Область дугового розряду умовно прийнято ділити на три ділянки. Ділянки, що безпосередньо прилягають до полюсів (анода і катода), називають відповідно, анодним і катодним. Центральну частину дугового розряду, розташовану між анодною і катодного областями, називають стовпом дуги. Температура в зоні зварювальної дуги може досягати декількох тисяч градусів (до 7000 ° C). Хоча тепло в повному обсязі передається металу, його цілком вистачає для розплавлення. Так, температура плавлення сталі для порівняння становить 1300-1500 ° C. 

Для забезпечення стійкого горіння дугового розряду необхідні наступні умови: наявність струму порядку 10 Ампер (це мінімальне значення, максимум може досягати 1000 Ампер), при підтримці напруги дуги від 15 до 40 Вольт. Падіння цього напруги відбувається в дуговому розряді. Розподіл напруги по зонам дуги відбувається нерівномірно. Падіння здебільшого прикладеної напруги відбувається в анодному і катодного зонах.
Експериментальним шляхом встановлено, що при зварюванні плавиться, найбільше падіння напруги спостерігається в катодного зоні. У цій же частині дуги спостерігається найбільш високий градієнт температури. Тому, при виборі полярності зварювального процесу, катод з'єднують з електродом, коли хочуть добитися найбільшого його плавлення, підвищивши його температуру. Навпаки, для більш глибокого провару заготовки, катод приєднують до неї. У стовпі дуги падає найменша частина напруги.

При виробництві зварювальних робіт не плавиться,, катодного падіння напруги менше анодного, тобто, зона підвищеної температури зміщена до анода. Тому, при цій технології, заготівля підключається до анода, чим забезпечується хороший її прогрів і захист не плавиться від зайвої температури.

температурні зони
Слід зауважити, що при будь-якому вигляді зварювання, як плавиться, так і не плавиться,, стовп дуги (його центр) має найвищу температуру - близько 5000-7000 ° C, а іноді і вище. Зони найбільш низьку температуру розташовуються в одній з активних областей, катодного або анодному. У цих зонах може виділятися 60-70% тепла дуги.
Крім інтенсивного підвищення температури заготовки і зварювального дроту, розряд випромінює інфрачервоні і ультрафіолетові хвилі, здатні чинити шкідливий вплив на організм зварника. Це обумовлює необхідність застосування захисних заходів.

Що стосується зварювання змінним струмом, поняття полярності там не існує, так як положення анода і катода змінюється з промислової частотою 50 коливань в секунду. Дуга в цьому процесі має меншу стійкістю в порівнянні з постійним струмом, її температура скаче. До переваг зварювальних процесів на змінному струмі, можна віднести тільки більш просте і дешеве обладнання, та ще практично повна відсутність такого явища, як магнітне дуття, про яку йдеться вище.

Вольт-амперна характеристика
На графіку представлені криві залежності напруги джерела живлення від величини зварювального струму, звані вольт-амперних характеристиками зварювального процесу.
Криві червоного кольору відображають зміну напруги між електродом і заготівлею в фазах порушення зварювальної дуги та сталого її горіння. Початкові точки кривих відповідають напрузі холостого ходу джерела живлення.

У момент порушення зварювальником дугового розряду, напруга різко знижується аж до того періоду, коли параметри дуги стабілізуються, встановлюється значення струму зварювання, залежне від діаметра застосовуваного електрода, потужності джерела живлення і встановленої довжини дуги. З настанням цього періоду, напруга і температура дуги стабілізуються, і весь процес набуває стійкого характеру.