Sudarea cu arc electric este una dintre cele mai folosite surse de energie pentru îmbinarea metalelor. Arcul electric poate fi cu acţiune directă, în care caz el este format şi menţinut între un electrod de metal sau de cărbune şi piesa de sudat, legate la o sursă de curent de sudare. Cu ajutorul arcului se realizează topirea marginilor pieselor de sudat, adică a metalului de bază, şi totodată a metalului de adaos, fie prin topirea electrodului, dacă acesta este fuzibil, fie prin introducerea de metal de adaos în arcul format între un electrod nefuzibil şi piesa de sudat.

La un contact uşor între electrod şi piesa de sudat, arcul formează o descărcare electrică puternică şi se menţine numai dacă intervalul dintre electrod şi piesă, format din gaze şi vapori supraîncălziţi, este ionizat, adică devine conductor, cu sarcini electrice libere (ioni şi electroni).

Pentru aceasta este necesar ca între electrod şi piesa de sudat să existe o cădere de tensiune U (măsurată în volţi, V) şi să circule un curent electric I (măsurat în amperi, A), adică să fie dezvoltată o putere de ionizare UI (măsurată în waţi, W) suficientă ca atomii să se disocieze în ioni şi în electroni, astfel încât aceştia să curgă continuu în intervalul dintre electrod şi piesă.

Dacă electrodul este legat la polul negativ, adică este catod, electronii formaţi sunt respinşi spre anod (piesă) şi aceasta se produce cu atît mai intens cu cât temperatura catodului este mai mare. Această legătură, adică cu electrodul legat la polul (—) se numeşte directă. Se formează pe electrod o pată catodică care emite electroni şi pe piesă o pată anodică bombardată continuu le electroni, cu temperatura mai înaltă decât a petei catodului.

În cazul când electrodul este anod şi piesa catod, menţinerea arcului este mai dificilă, deoarece pata catodică formată pe piesă fiind în mişcare (la deplasarea electrodului), emisia de, electroni este mai greoaie; în acest caz, pata catodică formată nu are timp suficient să ajunga la temperatură înaltă pentru ca emisia de electroni să fie cit mai mare. Această legătură se numeşte inversă.

Pentru unii electrozi însă, această legătură inversă este favorabilă, în special atunci cînd topirea acestora este mai greoaie (electrozi mai greu fuzibili din sîrmă aliată sau electrozi gros înveliţi). Temperatura anodului este însă întotdeauna mai mare decât a catodului, cu cât eva sute de grade, din cauza bombardamentului electronilor, care întotdeauna trec de la catod la anod.

În cazul sudării cu curent alternativ, din cauza schimbării polarităţii, menţinerea arcului nu este posibilă decât dacă se iau măsuri speciale de ionizare a intervalului, deoarece schimbarea polarităţii (de 100 de ori pe secundă, la frecvenţa de 50Hz) îngreuiază formarea continuă a petei catodice care emite electroni. Dacă electro-dul sau învelişul acestuia conţin elemente uşor ionizate, cum sunt: K, Na, Ca, Mg, Al, atunci arcul se menţine uşor. Pentru menţinere este însă necesar ca mai întîi să se facă amorsarea, care se realizează printr–un contact uşor al electrodului de piesă, urmat de îndepărtarea lui scurtă. Imediat ce sunt create condiţiile de ionizare, iar tensiunea şi curentul sunt corespunzătoare, arcul se menţine uşor, dacă este creat un interval de cîţiva milimetri (2—5 mm), necesar operaţiei de sudare.

La producerea contactului se creează un scurtcircuit, iar intensitatea mare de curent dezvoltă o mare cantitate de caldura, care produce topirea superficială a asperităţilor de pe suprafeţele anodului şi catodului în contact, astfel că poate începe emisia de electroni. După ce electrodul este îndepărtat de piesă, emisia, dacă este permanentă, stabileşte curgerea continuă a curentului. în afară de electroni se mai formează şi ioni pozitivi, care sunt atraşi de catod. Stabilindu-se aceste curgeri în două sensuri, arcul se menţine sub formă de coloană între cele două pete, catodică şi anodică, care mărginesc coloana, astfel încât circuitul electric este permanent stabilit. n coloana centrală a arcului, formată între cei doi electrozi, temperatura este superioară temperaturilor celor două pete ale arcului,din cauza ciocnirilor care se produc între ioni şi electroni.