Električni luk

Električni luk predstavlja stabilno električno pražnjenje, odnosno usmereno kretanje elektrona kroz jonizovan gas. Gas je jonizovan kada u njemu postoje elektroni i joni koji usmerenim kretanjem omogućavaju protok struje.

Kod ručnog elektrolučnog zavarivanja (REL / E postupak) električni luk uspostavlja se kratkim spojem, odnosno dodirom elektrode o osnovni materijal (metal). Usled mikroskopskih neravnina na dodirnim površinama elektrode i osnovnog materijala uspostavlja se protok struje kroz izuzetno malu kontaktnu površinu, pri čemu je gustina struje veoma velika, te se osnovni materijal i dodatni materijal (elektroda) tope gotovo trenutno, a delimično čak i isparavaju. Nakon nekoliko trenutaka elektroda se odvaja od osnovnog materijala, a tada dejstvom jakog električnog polja, stvorenog naponom praznog hoda (izvor struje je uključen, ali strujno kolo više nije zatvoreno), atomi nastalih metalnih isparenja (para) gube svoje elektrone koje privlači anoda (pozitivna elektroda), dok preostale delove atoma, odnosno novonastale pozitivne jone privlači katoda (negativna elektroda). Istovremeno dolazi i do termičke jonizacije, kada katoda počinje velikom brzinom da emituje elektrone ka anodi. Emitovani elektroni sudaraju se sa okolnim atomima i molekulima, usled čega dolazi do oslobađanja novih elektrona i nastanka novih jona, čije usmereno kretanje održava električni luk. Za to vreme elektroda se odmiče od osnovnog materijala na dovoljno rastojanje, pogodno za zavarivanje, čime je proces uspostavljanaj električnog luka u potpunosti završen i uspostavljeno je stabilno stanje u kolu koje sačinjavaju izvor struje, elektroda, električni luk i osnovni materijal. Temperatura u električnom luku kod REL postupka dostiže oko šest hiljada stepeni celzijusa, odnosno oko 4200 stepeni na anodi (na osnovnom materijalu) i oko 3600 stepeni na katodi (dodatnom materijalu, tj. elektrodi).