等離子弧堆焊是以等離子弧為熱源，以合金粉末或焊絲為填充金屬熔敷在基材表面的堆焊方法。等離子弧能量集中溫度高，弧注穩定，傳熱率和熱利用率高，所以熔敷速度較快，熔深淺，稀釋率較低可控制在5%以內，工件變形也小，可控制熔深和熔合比，熔敷率高，焊道寬（焊槍擺動克控制在3～40mm，厚度0.5～8mm），易于實現自動化。但由于熱梯度較大，必須采取措施防止工件開裂，大工件堆焊時需預熱，設備成本較高，噪聲大，產生臭氧污染等。

電弧是一種穩定的放電形式，其特點是維持電弧放電需要的電壓不大，但電流大，溫度很高。電弧放電是兩個電極間燃燒著電弧，電子從陰極放出，穿過電極空間，流入陽極。電弧中除去陰極區和陽極區，剩下的導電空間是弧柱。由于陰極區和陽極區都很小，所以弧柱的長度幾乎等于電弧的總長度，弧柱是等離子體。

電弧穿過水冷噴嘴小孔時，受到冷氣流和水冷噴嘴孔壁的冷卻后，在氣體的機械收縮效應和噴嘴熱收縮效應作用下，使電弧弧柱的截面積縮小，帶電子粒子密度增大，電場強度提高，這種壓縮了的電弧稱為等離子弧。等離子弧的溫度高，可達24000～50000K，能量密度高可達105～106W/cm²。等離子焰流以極高的速度從等離子槍中噴出，在噴嘴附近，有時可接近音速。

等離子弧按電源泉的連接方式分為轉移型和非轉移型兩種基本形式。堆焊是以混合型和轉移型等離子弧為熱源。轉移型的電源泉兩極分別接于電極與工件，電弧在它們之間燃燒，水冷噴嘴起收縮作用。轉移型與非轉移型同時存在的稱為混合型等離子弧。

等離子弧堆焊分為粉末等離子弧堆焊和填絲等離子弧堆焊兩大類。粉末等離子弧堆焊主要用于耐磨層堆焊，而填絲等離子弧堆焊主要用于包覆層堆焊。等離子弧堆焊設備比較復雜，其價格比氣體保護堆焊貴得多，工藝參數的調近代也較復雜，噴槍壽命較短，消耗的氬氣量比鎢極氬弧堆焊多，綜合成本較高。這種堆焊方法主要用于質量要求高、批量大的零件表面堆焊，如工程機械刃具、磨具、鉆具接頭、發動機氣閥閥面及高壓閥門密封面等零件的應用。