离子化区或等离子柱含有正电荷离子。相等数目的电子及中性原子或分子。等离子柱的导电性因温度及离子柱约为铜等离子的0．05％。传热性及导效率决定了气体是否适合用于等离子弧焊或切割工序。
***是一种导热率较低的气体，而由于是单原子结构，故传热性较差。另一方面，氢由于是双原子结构，故导热率较佳，传热性质优良，因此很适合用于等离子切割；而在等离子焊接工序中，即可使用***气，等离子气体，也可以采用***氢或***氮混合气体作为保护气体，气体原子由电源吸收电能量，情形和海绵的吸收情况相同，而发放热能的情形亦一样。在双原子气体来说，当***原子或氮原于再次结合成分子时，会进一步放出热能。
等离子是指在标准大气压下温度超过3000℃的气体，在温度谱上可以把其看作为继固态、液态、气态之后的第四种物质状态。等离子是由被激发的高子、电子、原子或分子组成。例如：它可通过自然界中的闪电产生。从1960年以后，等离子弧，等离子这个词获得了新的含义，那就是电弧通过涡流环或喷嘴压缩而形成的高能量状态，此原理现在被广泛用于钢铁、化工及机械工程工业。
等离子弧焊是在钨极***弧焊的基础上发展起来的一种焊接方法。钨极***弧焊使用的热源是常压状态下的自由电弧，简称自由钨弧。等离子弧焊用的热源则是将自由钨弧压缩强化之后而获得电离度更高的电弧等离子体，称等离子弧，又称压缩电弧。两者在物理本质上没有区别，仅是弧柱中电离程度上的不同。经压缩的电弧其能量密度更为集中，温度更高。
由于等离子弧呈圆柱形，扩散角小，挺直度好，所以焊接熔池形状和尺寸受弧长波动的影响小，因而容易获得均匀的焊缝成形，等离子，而TIG焊随着弧长的增加，其熔宽增大，而熔深减小。
由于等离子弧的压缩效应及热电离充分，所以电弧工作稳定，特别当联合型等离子弧在小电流(0．1A)焊时，仍具有较平的静特性配用恒流(垂降)电源，能保证焊接过程非常稳定，故可以焊接超薄构件。
由于钨极内缩到喷嘴孔道里，可以避免钨极与工件接触，消除了焊缝夹钨缺陷。同时喷嘴至工件距离可以变长，焊丝进入熔池容易。
采用小孔焊接技术，能实现单面焊双面成形焊接工艺。
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