Строение дуги. Наиболее распространенным видом сварочной дуги является дуга прямого действия. Строение дуги постоянного тока схематично. Как видно из рисунка, в дуге присутствуют три основных участка: катодная приэлектродная область, столб дуги, анодная приэлектродная область.
Катодная область. В катодной области текут два противоположно направленных потока: электронов и положительно заряженных ионов. Излучаемые катодом электроны поступают в столб дуги, не сталкиваясь на своем пути в пределах катодной области с атомами газа. Положительные ионы падают на катод, при этом они нейтрализуются и тормозятся с выделением большого количества тепла, приводящего к нагреву и плавлению электрода. Падение напряжения в катодной области VK составляет 10—20 В, напряженность электрического поля 106 В/см. Протяженность катодной области  равна 10~4—10 см. Следует отметить, что электроны излучаются не всей поверхностью катода одновременно, а отдельными его участками. Такие участки катода, излучающие электроны, называются катодными пятнами. Местоположение этих активных пятен с большой скоростью все время меняется.

Нужно заметить, что не все движущиеся электроны обладают достаточной для ионизации частиц энергией. Такие электроны при сталкивании не изменяют заряд частиц, а переводят атомы и ионы в возбужденное состояние, связанное с переходом их электронов на орбиты с более высоким энергетическим уровнем. Однако возбужденные частицы являются неустойчивыми и легко возвращаются в исходное нейтральное состояние, выделяя энергию в виде потока электромагнитного инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучений.Следует отметить, что имеющиеся в дуге разноименно заряженные частицы, в том числе и появившиеся при ионизации, при некоторых условиях воссоединяются, образуя нейтральную частицу. Этот процесс называется рекомбинацией; он сопровождается, как и возвращение в исходное состояние возбужденных атомов, выделением электромагнитного излучения в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах частот.

Дуговая сварка в защитном газе. Этот способ дуговой сварки основан на вытеснении воздуха из зоны сварки потоком защитного газа, который подается с помощью специальной сварочной горелки. Таким образом и сварочная дут, горящая между электродом и деталью, и жидкий металл, а в некоторых случаях и остывающий сварной шов, находятся в окружении защитного газа. В качестве последнего используют инертные (аргон, гелий) или активные (углекислый газ, азот, и другие) газы. Сварка ведется как плавящимся металлическим, так и неплавящимся вольфрамовым электродами. В промышленном строительстве, особенно на заводах металлоконструкций, применяется главным образом механизированная сварка плавящимся электродом (проволокой) в среде углекислого газа. Непрерывная подача проволоки в сварочную ванну осуществляется подающим механизмом. При сварке технологических трубопроводов, конструкций из высоколегированных сталей, алюминиевых, титановых и других сплавов используется сварка неплавящимся электродом в среде аргона. Для заполнения шва жидким металлом в дугу вводится присадочная проволока.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами. При этом способе сварки под действием теплаэлектрической дуги происходит совместное плавление свариваемого металла и электрода. В качестве электрода используется металлический стержень, на поверхности которого имеется покрытие, обеспечивающее при плавлении необходимую защиту и обработку жидкого металла. С помощью ручной дуговой сварки можно сваривать любые соединения практически из всех применяемых в строительстве металлов. Вследствие своей универсальности, простоты и надежности ручная дуговая сварка покрытыми электродами занимает на^ строительных работах, особенно в условиях строительно-монтажных площадок, в среднем 85—98% всего объема сварочных работ. В ближайшие 15—20 лет этот показатель сохранится на уровне не ниже 70—75%. Недостатком ручной дуговой сварки является низкая производительность. Более высокой (в 1,5—5 раз) производительностью обладают механизированные, автоматизированные и автоматические способы дуговой сварки.