В реальных сварочных дугах столб дуги разделен на две части, существенно отличающиеся между собой по условиям существования: столб дуги, находящийся под поверхностью изделия и над его поверхностью. Отличия эти состоят не только в наличии охлаждающей поверхности кратера изделия для столба, находящегося под поверхностью изделия, но и в наличии теплового воздействия на эту часть столба отраженного плазменного потока, охватывающего эту часть столба и ограждающего ее от охлаждения стенками кратера. Отраженный газовый поток в результате торможения о поверхность кратера потока газа в столбе дополнительно нагревается и его температура выше, чем температура газа в столбе:
Тт= Т+(V2/2Ср),
где Тт — температура газа при полном торможении, К; Т — температура газа в набегающем потоке, К; V — скорость газа в набегающем потоке, м/сек; Ср — удельная теплоемкость газа при постоянном давлении, Дж/(кг*град). Это обусловливает подогрев той части столба, которая находится под поверхностью изделия, а также в непосредственной близости от нее в отличие от остальной части столба, которая охлаждается потоком холодного защитного газа. Следовательно, часть столба, находящаяся под поверхностью изделия, получает дополнительное количество тепла от окружающего ее отраженного потока, что позволяет утверждать, что в нижней части дуги наиболее рационально используется энергия, потребляемая от источника питания, и в ней наибольшая проводимость плазмы.
Газовый поток способствует расширению столба дуги у поверхности изделия, а охлаждение верхней части столба потоком защитного газа приводит к сжатию этой части столба. Оба эти эффекта способствуют конусности столба: к увеличению его поперечного диаметра по мере приближения к поверхности изделия.
