等离子弧堆焊是以等离子弧为热源，以合金粉末或焊丝为填充金属熔敷在基材表面的堆焊方法。等离子弧能量集中温度高，弧注稳定，传热率和热利用率高，所以熔敷速度较快，熔深浅，稀释率较低可控制在5%以内，工件变形也小，可控制熔深和熔合比，熔敷率高，焊道宽（焊枪摆动克控制在3～40mm，厚度0.5～8mm），易于实现自动化。但由于热梯度较大，必须采取措施防止工件开裂，大工件堆焊时需预热，设备成本较高，噪声大，产生臭氧污染等。

电弧是一种稳定的放电形式，其特点是维持电弧放电需要的电压不大，但电流大，温度很高。电弧放电是两个电极间燃烧着电弧，电子从阴极放出，穿过电极空间，流入阳极。电弧中除去阴极区和阳极区，剩下的导电空间是弧柱。由于阴极区和阳极区都很小，所以弧柱的长度几乎等于电弧的总长度，弧柱是等离子体。

电弧穿过水冷喷嘴小孔时，受到冷气流和水冷喷嘴孔壁的冷却后，在气体的机械收缩效应和喷嘴热收缩效应作用下，使电弧弧柱的截面积缩小，带电子粒子密度增大，电场强度提高，这种压缩了的电弧称为等离子弧。等离子弧的温度高，可达24000～50000K，能量密度高可达105～106W/cm²。等离子焰流以极高的速度从等离子枪中喷出，在喷嘴附近，有时可接近音速。

等离子弧按电源泉的连接方式分为转移型和非转移型两种基本形式。堆焊是以混合型和转移型等离子弧为热源。转移型的电源泉两极分别接于电极与工件，电弧在它们之间燃烧，水冷喷嘴起收缩作用。转移型与非转移型同时存在的称为混合型等离子弧。

等离子弧堆焊分为粉末等离子弧堆焊和填丝等离子弧堆焊两大类。粉末等离子弧堆焊主要用于耐磨层堆焊，而填丝等离子弧堆焊主要用于包覆层堆焊。等离子弧堆焊设备比较复杂，其价格比气体保护堆焊贵得多，工艺参数的调近代也较复杂，喷枪寿命较短，消耗的氩气量比钨极氩弧堆焊多，综合成本较高。这种堆焊方法主要用于质量要求高、批量大的零件表面堆焊，如工程机械刃具、磨具、钻具接头、发动机气阀阀面及高压阀门密封面等零件的应用。