一般电弧焊所产生的电弧，没有受到外界约束称之为自由电弧，电弧区内的气体，尚未完全电离，能量也未高度集中。如果利用某种装置使自由电弧的弧柱受到压缩，弧柱中的气体能够完全电离（压缩效应），由此产生等离子弧。

图3.29　等离子弧发生器装置原理图(www.daowen.com)

1-钨极；2-喷嘴；3-等离子弧；4-工件；5-电阻；6-高频振荡器；7-直流电源

等离子弧发生器装置，如图3.29所示。使电弧受到机械压缩、热压缩和电磁收缩三个效应。弧柱能量高度集中，能量密度100 000～1 000 000 W/cm2，温度可达20 000～50 000°K（一般自由状态的钨极氩弧最高温度10 000～20 000°K，密度在10 000 W/cm2以下），因此它能迅速熔化金属材料，用来焊接和切割。等离子弧焊接分为大电流等离子弧焊和微束等离子弧焊两类。前者可焊厚度大于2.5 mm的材料，后者可焊0.025～1 mm的金属箔材和薄板。等离子弧焊日益广泛地用在航空航天等尖端科技所用的铜合金、钛合金、钼、钴等金属的焊接。如钛合金导弹金属壳体、波纹管及膜盒、微型继电器、飞机上的薄壁容器等。

等离子弧还可用于切割。它是利用能量密度高的高温高速的等离子流将切割金属局部熔化并随之吹去，形成整齐切口。它不仅比氧气切割效率高1～3倍，还可以切割不锈钢、有色金属及其合金，也可以切割花岗岩石、碳化硅、耐火砖、混凝土等非金属材料。