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.

Работы Н.Н. Бенардоса и Н.Г. Славянова оказали решающее влияние на развитие сварочного производства, в том числе и за рубежом. Предложенные ими способы сварки успешно применялись при изготовлении стальных бочек, резервуаров тормозов и других емкостей; при ремонте стальных коленчатых валов, зубчатых колес, станин молотов, рам паровозов и машин, частей прессов, якорей, рулей и корпусов судов. Сварка использовалась также при резке металлических конструкций и исправлении дефектов стальных отливок. В 1907 г. шведский инженер О. Кьельберг применил металлические электроды с нанесенным на их поверхность покрытием. Это покрытие предохраняло металл шва от вредного воздействия воздуха и стабилизировало горение дуги. Применение покрытых электродов обеспечило резкое повышение качества сварных соединений. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами начала широко применяться в США, Англии, Австро-Вегрии и других странах.
В нашей стране развитие дуговой сварки проходило медленно, что обусловливалось недостатком дешевой электроэнергии, отсутствием в необходимом количестве сварочного оборудования и электродов, низким уровнем сварочной техники. Результатом этого явилось преимущественное применение газовой сварки. Вместе с тем уже к середине 20-х годов дуговая сварка получила широкое применение в народном хозяйстве, причем не только в промышленности, но и в строительстве, в частности при изготовлении стальных строительных конструкций.

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.