Typer elektrisk lysbue. Elektrisk lysbue: beskrivelse og egenskaper

TIL kategori:

Montering av metallkonstruksjoner

Elektrisk lysbue og dens egenskaper

En elektrisk lysbue er en langvarig elektrisk utladning som oppstår i gassgapet mellom to ledere - elektroden og metallet som sveises med en betydelig strøm. Ionisering skjer kontinuerlig under påvirkning av en rask strøm av positive og negative ioner og elektroner i lysbuen luftspalte skaper nødvendige forutsetninger for langsiktig stabil brenning av sveisebuen.

Ris. 1. Elektrisk lysbue mellom en metallelektrode og metallet som sveises: a - diagram av lysbuen, b - graf over buespenninger 4 mm lang; 1 - elektrode, 2 - flammehalo, 3 - buesøyle, 4 - metall som sveises, 5 - anodepunkt, 6 - smeltet basseng, 7 - krater, 8 - katodepunkt; h - inntrengningsdybde i lysbuen, A - tenningsmoment, B - stabil forbrenningsmoment

Buen består av en søyle, hvis basis er plassert i en fordypning (krater) dannet på overflaten av det smeltede bassenget. Buen er omgitt av en glorie av flamme dannet av damper og gasser som kommer fra buesøylen. Søylen har form som en kjegle og er hoveddelen av buen, siden hovedmengden energi er konsentrert i den, tilsvarende den høyeste tettheten som passerer gjennom buen elektrisk strøm. Øvre del kolonne, plassert på elektrode 1 (katode), har en liten diameter og danner en katodeflekk 8. Den sendes ut gjennom katodeflekken største antall elektroder. Bunnen av buesøylekjeglen er plassert på metallet som sveises (anode) og danner anodepunktet. Diameteren til anodepunktet ved gjennomsnittsverdier av sveisestrøm er omtrent 1,5 ... 2 ganger større enn diameteren til katodepunktet.

Likestrøm og vekselstrøm brukes til sveising. Ved bruk av likestrøm kobles minus av strømkilden til elektroden (rett polaritet) eller til arbeidsstykket som sveises "" (omvendt polaritet). Omvendt polaritet brukes i tilfeller der det er nødvendig å redusere frigjøring av varme på produktet som sveises: ved sveising av tynne eller lavtsmeltende metall-, legerings-, rustfrie og høykarbonstål som er følsomme for overoppheting, samt ved bruk visse typer elektroder.

Produserer store mengder varme og har høy temperatur. Samtidig gir den elektriske lysbuen svært konsentrert oppvarming av metallet. Derfor, under sveising, forblir metallet relativt svakt oppvarmet selv i en avstand på flere centimeter fra sveisebuen.

Virkningen av buen smelter metallet til en viss dybde h, kalt penetreringsdybden eller penetrasjonsdybden.

Buen er opphisset når elektroden nærmer seg metallet som sveises og kortslutter sveisekretsen. På grunn av den høye motstanden ved kontaktpunktet mellom elektroden og metallet, varmes enden av elektroden raskt opp og begynner å avgi en strøm av elektroner. Når enden av elektroden raskt flyttes bort fra metallet til en avstand på 2...4 mm, oppstår det en elektrisk lysbue.

Spenningen i lysbuen, dvs. spenningen mellom elektroden og basismetallet, avhenger hovedsakelig av lengden. Ved samme strøm er spenningen i en kort bue lavere enn i en lang bue. Dette skyldes det faktum at med en lang bue er motstanden til gassgapet større. En økning i motstand i en elektrisk krets ved konstant strøm krever en økning i spenning i kretsen. Jo høyere motstand, desto høyere må spenningen være for å sikre at den samme strømmen går gjennom kretsen.

Buen mellom metallelektroden og metallet brenner med en spenning på 18 ... 28 V. For å starte lysbuen kreves det en høyere spenning enn det som kreves for å opprettholde den normal forbrenning. Dette forklares av det faktum at i det første øyeblikket er luftgapet ennå ikke tilstrekkelig oppvarmet, og det er nødvendig å gi elektronene en høy hastighet for å frakoble molekylene og luftatomene. Dette kan bare oppnås med høyere spenning i øyeblikket av lysbuen.

Grafen over endringer i strøm I i lysbuen under dens tenning og stabile brenning (fig. 1, b) kalles den statiske karakteristikken til lysbuen og tilsvarer jevn lysbuebrenning. Punkt A karakteriserer øyeblikket for lysbueantennelse. Buespenningen V synker raskt langs AB-kurven til en normalverdi som tilsvarer en stabil bue i punkt B. En ytterligere økning i strømmen (til høyre for punkt B) øker oppvarmingen av elektroden og smeltehastigheten, men påvirker ikke stabiliteten til buen.

En stabil lysbue er en som brenner jevnt, uten vilkårlige brudd som krever gjentenning. Hvis lysbuen brenner ujevnt, ofte bryter og går ut, kalles en slik bue ustabil. Stabiliteten til buen avhenger av mange årsaker, hvorav de viktigste er strømtypen, sammensetningen av elektrodebelegget, typen elektrode, polariteten og lengden på lysbuen.

På vekselstrøm lysbuen brenner mindre jevnt enn med en konstant. Dette forklares av det faktum at i øyeblikket når strømmen n når null, avtar ioniseringen av buegapet og buen kan gå ut. For å øke stabiliteten til vekselstrømbuen, er det nødvendig å påføre belegg på metallelektroden. Par av elementer som inngår i belegget øker ioniseringen av lysbuegapet og bidrar derved til stabil brenning av lysbuen ved vekselstrøm.

Buelengden bestemmes av avstanden mellom enden av elektroden og overflaten til det smeltede metallet til arbeidet som sveises. Vanligvis bør normal lysbuelengde ikke overstige 3...4 mm for en stålelektrode. En slik bue kalles kort. En kort lysbue brenner jevnt og sikrer normal flyt av sveiseprosessen. En bue lengre enn 6 mm kalles lang. Med det fortsetter prosessen med å smelte metallet til elektroden ujevnt. I dette tilfellet kan metalldråpene som strømmer fra enden av elektroden oksideres i større grad av oksygen og berikes med luftnitrogen. Det avsatte metallet viser seg å være porøst, har sømmen ujevn overflate, og lysbuen brenner ustøtt. Med en lang bue reduseres sveiseproduktiviteten, metallsprut øker og antall steder med manglende penetrering eller ufullstendig sammensmelting av det avsatte metallet med basismetallet øker.

Overføringen av elektrodemetall til produktet under buesveising med en forbrukselektrode er kompleks prosess. Etter antenning av lysbuen (posisjon /), dannes et lag av smeltet metall på overflaten av enden av elektroden, som under påvirkning av tyngdekraften og overflatespenningen samler seg til en dråpe (posisjon //). Dråper kan nå store størrelser og blokker buesøylen (posisjon III), og skaper en kortslutning i sveisekretsen i kort tid, hvoretter den resulterende broen av flytende metall bryter, buen oppstår igjen, og dråpedannelsesprosessen gjentas.

Størrelsen og antallet dråper som passerer gjennom buen per tidsenhet avhenger av polariteten og styrken til strømmen, kjemisk sammensetning og den fysiske tilstanden til elektrodemetallet, beleggsammensetning og en rekke andre forhold. Store dråper, som når 3...4 mm, dannes vanligvis ved sveising med ubelagte elektroder, små dråper (opptil 0,1 mm) - ved sveising med belagte elektroder og høy strøm. Den fine dråpeprosessen sikrer stabil lysbueforbrenning og favoriserer forholdene for overføring av smeltet elektrodemetall i lysbuen.

Ris. 2. Skjema for metalloverføring fra elektroden til det sveisede metallet

Ris. 3. Avbøyning av den elektriske lysbuen av magnetiske felt (a-g)

Tyngdekraften kan hjelpe eller hindre overføring av dråper i buen. Under tak og delvis vertikal sveising motvirker dråpens tyngdekraft dens overføring til produktet. Men takket være kraften til overflatespenningen væskebad metall holdes fra å strømme ut når sveising i overliggende og vertikale posisjoner.

Passasjen av elektrisk strøm gjennom elementene i sveisekretsen, inkludert produktet som sveises, skaper et magnetisk felt, hvis styrke avhenger av styrken til sveisestrømmen. Gasskolonnen til en elektrisk lysbue er en fleksibel leder av elektrisk strøm, så den er underlagt virkningen av den resulterende magnetisk felt, som dannes i sveisekretsen. Under normale forhold er gasskolonnen til en lysbue som brenner åpent i atmosfæren plassert symmetrisk i forhold til elektrodens akse. Under påvirkning av elektromagnetiske krefter avbøyer buen seg fra elektrodeaksen i tverr- eller lengderetning, som ytre tegn ligner på forskyvningen av en åpen flamme ved sterk luftstrømmer. Dette fenomenet kalles magnetisk eksplosjon.

Å koble sveisetråden i umiddelbar nærhet til lysbuen reduserer avbøyningen kraftig, siden strømmens eget sirkulære magnetfelt har en jevn effekt på buesøylen. Tilførselen av strøm til produktet i avstand fra buen vil føre til avbøyning på grunn av kondensering av kraftledningene til det sirkulære magnetfeltet fra siden av strømlederen.

• Elektrisk lysbue (voltaisk lysbue, lysbueutladning) - fysiske fenomen, en av typene elektrisk utladning i gass.

  Det ble først beskrevet i 1802 av den russiske vitenskapsmannen V. Petrov i boken "Nyheter om Galvanic-Volta-eksperimenter ved bruk av et enormt batteri, noen ganger bestående av 4200 kobber- og sinksirkler" (St. Petersburg, 1803). En elektrisk lysbue er et spesialtilfelle av den fjerde formen for materietilstand - plasma - og består av en ionisert, elektrisk kvasinutral gass. Tilstedeværelsen av gratis elektriske ladninger sikrer ledningsevnen til den elektriske lysbuen.

  En elektrisk lysbue mellom to elektroder i luft ved atmosfærisk trykk dannes som følger:

  Når spenningen mellom to elektroder øker til et visst nivå, oppstår det et elektrisk sammenbrudd i luften mellom elektrodene. Den elektriske sammenbruddsspenningen avhenger av avstanden mellom elektrodene og andre faktorer. Ioniseringspotensialet til det første elektronet av metallatomer er omtrent 4,5 - 5 V, og lysbuespenningen er dobbelt så høy (9 - 10 V). Det er nødvendig å bruke energi for å frigjøre et elektron fra metallatomet til en elektrode og for å ionisere atomet til den andre elektroden. Prosessen fører til dannelse av plasma mellom elektrodene og brenning av en bue (til sammenligning: minimumsspenningen for dannelse av en gnilutladning er litt høyere enn elektronutgangspotensialet - opptil 6 V).

  For å starte sammenbrudd ved eksisterende spenning, bringes elektrodene nærmere hverandre. Under et sammenbrudd oppstår vanligvis en gnistutladning mellom elektrodene, pulslukkende elektrisk krets.

  Elektroner i gnistutladninger ioniserer molekyler i luftgapet mellom elektrodene. Med tilstrekkelig kraft av spenningskilden i luftgapet, dannes det en tilstrekkelig mengde plasma for et betydelig fall i nedbrytningsspenningen eller motstanden til luftgapet. I dette tilfellet blir gnilutladninger til en bueutladning - en plasmaledning mellom elektrodene, som er en plasmatunnel. Den resulterende buen er faktisk en leder og lukker den elektriske kretsen mellom elektrodene. Som et resultat øker gjennomsnittsstrømmen enda mer, og oppvarmer buen til 5000-50000 K. I dette tilfellet anses det at tenningen av buen er fullført. Etter tenning stabil forbrenning Lysbuen tilveiebringes av termionisk emisjon fra katoden, oppvarmet av strøm og ionebombardement.

  Samspillet mellom elektroder og lysbueplasma fører til oppvarming, delvis smelting, fordampning, oksidasjon og andre typer korrosjon.

  Etter tenning kan lysbuen forbli stabil når de elektriske kontaktene er adskilt til en viss avstand.

  Ved drift av elektriske høyspenningsinstallasjoner, der utseendet til en elektrisk lysbue er uunngåelig, bekjempes det ved hjelp av elektromagnetiske spoler kombinert med lysbueslukkingskamre. Blant andre metoder er bruk av vakuum-, luft-, SF6- og oljebrytere kjent, samt metoder for å avlede strøm til en midlertidig belastning som uavhengig bryter den elektriske kretsen.

Elektrisk lysbue– Dette er en elektrisk utladning i gasser. Gassen i seg selv er en isolator, den inneholder ingen strømbærere. Når den dannes i gass stor mengde elektrisk ladede partikler - frie elektroner med negativt tegn på ladning og positivt og negativt ladede ioner, gassen begynner å lede strøm.

Når enden av elektroden kommer i kontakt med basismetallet, frigjøres en stor mengde varme, som et resultat av at bevegelsen av frie elektroner akselererer.

Når elektroden er separert fra basismetallet i interelektrodegapet, kolliderer elektroner med nøytrale gassatomer og ioniserer dem, d.v.s. separert i ioner med forskjellige tegn lade. Som et resultat blir gassen elektrisk ledende. Typer elektronemisjon (utgang) fra overflaten av elektrodeenden:

• termionisk utslipp;
• auto-elektroniske utslipp;
• fotoelektron utslipp;
• elektronemisjon på grunn av store ionestrømmer.

Den stabile forbrenningen av lysbuen påvirkes av prosessene med dannelse (ionisering) av frie elektroner og ioner i volumet av den nøytrale gassen i den elektriske lysbuen. La oss vurdere typene ionisering i en elektrisk utladning.

Ionisering ved kollisjon. Bevegelsen av elektroner akselereres kraftig av handlingen elektrisk felt i katodeområdet. De møter nøytrale gassatomer på vei, slår dem og slår ut elektroner. Ionisering ved oppvarming (termisk ionisering). Dannelsen av ioner i et gassformig medium observeres ved temperaturer over 1750°C. Ionisering ved oppvarming skjer på grunn av uelastiske kollisjoner av gasspartikler med stor margin kinetisk energi. Ionisering av stråling (fotoionisering). I dette tilfellet forårsaker ionisering av gasser i en elektrisk lysbue virkningen av lysstrålingsenergi på gassgapet. Ionisering ved stråling vil skje hvis energien til lyskvanter overstiger energien som kreves for å ionisere gasspartikler.

Sveisebueegenskaper

Tenningen av sveisebuen begynner fra det øyeblikket elektroden berører metallet som sveises, dvs. Med kortslutning.

I fig. Figur 1 viser sekvensen av prosesser ved tenning av en sveisebue.

Siden enden av elektroden og overflaten av metallet som sveises har uregelmessigheter, oppstår kontakt mellom dem under en kortslutning på separate punkter (fig. 1a).

Fig.1. Sveiselysbuetenningssekvens
a - kortslutning; b - dannelse av en bro fra flytende metall; c - bueforekomst

Derfor når strømtettheten ved kontaktpunktene store verdier smelter metallet øyeblikkelig, og danner en bro av flytende metall mellom elektroden og metallet som sveises (fig. 1b).

Når elektroden fjernes fra metalloverflaten til en viss lengde, kalt buelengden L, strekker væskebroen seg med en reduksjon i tverrsnitt, så, i det øyeblikket metallet når broen, fordamper kokepunktet og broen brudd (fig. 1c).

Det dannes et utladningsgap, som er fylt med ladede partikler av metalldamp, elektrodebelegg og gasser. Dette skaper en sveisebue, som er en lysende søyle av oppvarmet gass som består av elektroner, ioner og nøytrale atomer.

Denne gasstilstanden kalles plasma, som er elektrisk nøytral fordi den inneholder like mange positive og negative partikler.

Temperaturen på buekolonnen er høyere enn kokepunktstemperaturen til metallet til elektroden og arbeidsstykket, og enden av elektroden og arbeidsstykket er atskilt fra buesøylen av mellomliggende gasslag kalt nær-elektrode bueområder (fig. 2).

Ris. 2. Sveisebuediagram.
1 - elektroder; 2 - katodepunkt; 3 - katodeområde; 4 - buesøyle; 5 - anoderegion; 6 - anodepunkt; 7 - sveisebasseng; 8 - del som skal sveises.

I katodeområdet 3 sendes elektroner ut fra katodepunktet 2 inn i buesøylen 4, hvor de ioniserer nøytrale atomer.

I katodeområdet er en betydelig del av lysbuespenningen konsentrert over en lengde på en brøkdel av en millimeter, som kalles katodespenningsfallet og når 10...16 V.

I anodeområdet 5 nær anodepunktet 6 er det et kraftig fall i spenning langs den frie elektrongjennomsnittsbane. Dette spenningsfallet kalles anodespenningsfallet, hvis verdi er 6...8 V. I denne delen øker elektronene kraftig hastigheten og nøytraliseres ved anodepunktet. Anoden mottar energi fra lysbuen i form av en strøm av elektroner og termisk stråling, så temperaturen i anodeområdet er høyere enn temperaturen i katodeområdet, og en stor mengde varme genereres ved anoden.

Ved sveising med likestrøm med likepolaritet, er temperaturen i forskjellige soner av sveisebuen:

• i midten av buesøylen - ca 6000°C;
• i anodeområdet - 2600°C;
• i katodeområdet - 2400°C;
• i sveisebassenget – 1700…2000 °C.

Ved sveising med vekselstrøm er varmefordelingen til lysbuen og temperaturen i katode- og anoderegionene omtrent den samme (katoderegionen på elektroden).

En elektrisk lysbue er en kraftig, langvarig elektrisk utladning mellom strømførende elektroder i en sterkt ionisert blanding av gasser og damper. Karakterisert av høy temperatur gasser og høy strøm i utslippssonen.

Elektrodene er koblet til AC-kilder ( sveisetransformator) eller likestrøm (sveisegenerator eller likeretter) med direkte og omvendt polaritet.

Ved sveising med likestrøm kalles elektroden koblet til den positive polen anoden, og til den negative polen kalles katoden. Gapet mellom elektrodene kalles buegapområdet eller buegapet (Figur 3.4). Buegapet er vanligvis delt inn i 3 karakteristiske områder:

1. anodeområde ved siden av anoden;
2. katode regionen;
3. bue søyle.

Enhver lysbuetenning begynner med en kortslutning, dvs. fra tilkoblingen av elektroden til produktet. I dette tilfellet er U d = 0, og strøm I max = I kortslutning. Ved lukkingspunktet vises en katodeflekk, som er en uunnværlig (nødvendig) betingelse for eksistensen lysbueutladning. Når elektroden fjernes, blir det resulterende flytende metallet strukket, overopphetet og temperaturen når kokepunktet - en lysbue eksiteres (tennes).

Lysbuen kan antennes uten kontakt med elektrodene på grunn av ionisering, dvs. sammenbrudd av det dielektriske luft (gass) gapet ved å øke spenningen ved hjelp av oscillatorer (argon buesveising).

Buegapet er et dielektrisk medium som må ioniseres.

For eksistensen av en bueutladning er U d = 16÷60 V tilstrekkelig Passasjen av elektrisk strøm gjennom luft (bue) gapet er bare mulig hvis det er elektroner (elementære negative partikler) og ioner i den: positive (+. ) ioner - alle molekyler og atomer av elementer (lettere form metaller Me); negative (–) ioner – danner lettere F, Cr, N 2, O 2 og andre grunnstoffer med affinitet for elektroner f.eks.

Figur 3.4 – Buebrenningsdiagram

Katodeområdet til buen er en kilde til elektroner som ioniserer gassene i buegapet. Elektroner som frigjøres fra katoden akselereres av det elektriske feltet og beveger seg bort fra katoden. Samtidig, under påvirkning av dette feltet, blir + ioner rettet til katoden:

U d = U k + U c + U a;

Anodeområdet har et betydelig større volum Ua< U к.

Buesøyle - hoveddelen av buegapet er en blanding av elektroner, + og – ioner og nøytrale atomer (molekyler). Buesøylen er nøytral:

∑charge.neg. = ∑ladninger av positive partikler.

Energien for å opprettholde en stasjonær lysbue kommer fra strømforsyningen.

Ulike temperaturer, størrelser på de anodiske og katodiske sonene og forskjellige mengder varme som frigjøres bestemmer eksistensen av direkte og omvendt polaritet ved sveising med likestrøm:

Q a > Q k; Ua< U к.

• når det kreves en stor mengde varme for å varme opp kantene av store metalltykkelser, brukes direkte polaritet (for eksempel ved overflatebehandling);
• for tynnveggede metaller som sveises som ikke tillater overoppheting, omvendt polaritet (+ på elektroden).

Elektrisk lysbue og dens egenskaper

Elektrisk lysbuesveising er mest brukt i maskinteknikk. La oss se nærmere på funksjonene til elektrisk lysbuesveising.

En elektrisk lysbue er en kontinuerlig utladning av elektrisk strøm mellom to elektroder, som forekommer i et gassformig miljø. Den elektriske lysbuen som brukes til å sveise metaller kalles en sveisebue. I de fleste tilfeller brenner en slik lysbue mellom elektroden og produktet, dvs. er en bue av direkte handling.

En likestrømsbue som brenner mellom en metallelektrode (katode) og metallet som sveises (anode) har flere klart avgrensende områder (fig. 2.3). Den elektrisk ledende gasskanalen som forbinder elektrodene har form av en avkortet kjegle eller sylinder. Dens egenskaper er forskjellige avstander fra elektrodene er ikke de samme. Tynne lag av gass ved siden av elektrodene har relativt lav temperatur. Avhengig av polariteten til elektroden som de er ved siden av, kalles disse lagene katode 2 og anode 4 bueområder.

Lengde på katodeområdet l k bestemmes av den frie banen til nøytrale atomer og er

̃ca 10 -5 cm Lengde på anodeområdet l a bestemmes av elektronets frie bane og er omtrent 10 -3 cm. Mellom nærelektrodeområdene er det det lengste området med høy temperatur i utladningen - buesøylen. l c 3.

Det dannes flekker på overflaten av katoden og anoden, kalt henholdsvis katoden 1 og anode 5 flekker, som er basene til buesøylen som all sveisestrøm går gjennom. Elektrodeflekker utmerker seg ved lysstyrken til gløden deres ved deres relativt lave temperatur (2600 ... 3200 K). Temperaturen i buesøylen når 6000...8000 K.

Total buelengde l d lik summen av lengdene til alle tre områdene (l d ​​= l a + l k) og for reelle forhold er den 2...6 mm.

Den totale spenningen til sveisebuen er følgelig sammensatt av summen av spenningsfallet i visse områder buer og varierer fra 20 til 40 V. Avhengigheten av spenningen i sveisebuen på lengden er beskrevet av ligningen , Hvor A - summen av spenningsfall i katode- og anodeområdene, V; l d- buesøylelengde, mm; b- spesifikt spenningsfall i lysbuen, dvs. referert til 1 mm buesøylelengde, V/mm.

En av hovedkarakteristikkene til en elektrisk lysbueutladning er den statiske strømspenningskarakteristikken - avhengigheten av lysbuespenningen ved en konstant lengde på strømstyrken i den (fig. 2.4).

Med økende lysbuelengde øker spenningen og kurven til den statiske strøm-spenningskarakteristikken til lysbuen stiger høyere, mens den omtrent opprettholder formen (kurvene a, b, c). Den skiller tre regioner: avtagende I, stiv (nesten horisontal) II og økende III. Avhengig av lysbuebrenningsforholdene tilsvarer en av de karakteristiske seksjonene den. Ved manuell buesveising med belagte elektroder, gassskjermet sveising med en ikke-forbrukbar elektrode og nedsenket lysbuesveising, høye tettheter strøm, vil buekarakteristikken i utgangspunktet falle, og med en økning i strøm vil den bli fullstendig hard. Samtidig, med en økning i sveisestrømmen, øker tverrsnittet av buesøylen og arealet proporsjonalt tverrsnitt anodiske og katodiske flekker. Strømtettheten og lysbuespenningen forblir konstant.

Ved sveising under nedsenket lysbue og i beskyttelsesgasser med en tynn elektrodetråd ved høye strømtettheter, blir lysbuekarakteristikken økende. Dette forklares av det faktum at diametrene til katoden og anodeflekkene blir lik diameteren på elektroden og ikke kan øke ytterligere. I buegapet oppstår fullstendig ionisering av gassmolekyler og en ytterligere økning i sveisestrømmen kan bare skje på grunn av en økning i bevegelseshastigheten til elektroner og ioner, dvs. på grunn av en økning i den elektriske feltstyrken. Derfor, for å øke sveisestrømmen ytterligere, er det nødvendig med en økning i lysbuespenningen.

Sveisebuen er en kraftig konsentrert varmekilde. Nesten alle elektrisk energi, konsumert av lysbuen, blir til varme. Full termisk kraft buer Q=I St U d(J/s) avhenger av styrken til sveisestrømmen I St.(A) og lysbuespenning U d(I).

Det skal bemerkes at ikke all varmen i lysbuen brukes på oppvarming og smelting av metallet. En del av det brukes ubrukelig på oppvarming av den omkringliggende luften eller beskyttelsesgass, stråling osv. I denne forbindelse, den effektive termiske kraften til buen qeff(J/s) (den delen av varmen til sveisebuen som føres direkte inn i produktet) bestemmes av følgende forhold: hvor η er ytelseskoeffisienten (effektiviteten) til prosessen med å varme opp et produkt med en sveisebue, bestemt eksperimentelt.

Koeffisienten η avhenger av sveisemetoden, elektrodematerialet, belegget eller flussmiddelsammensetningen og en rekke andre faktorer. For eksempel, når du sveiser med en åpen lysbue med en karbon- eller wolframelektrode, er det gjennomsnittlig 0,6; ved sveising med belagte (høykvalitets) elektroder - omtrent 0,75; ved sveising under neddykkede lysbuer - 0,8 eller mer.