Дуговая сварка предполагает использование тока, который может быть постоянным или переменным в зависимости от устройства сварочного аппарата. Процесс показан на рисунке. На нём видно, что при протекании тока между электродом (2), выполненным из металла, и свариваемой металлической конструкцией (3) образуется электрическая дуга (1), разогревающая материал электрода и металл конструкции до состояния расплава. Компоненты электродного стержня при этом ведут себя следующим образом. Оболочка электрода (6) и жидкий металл с его торца в виде капель (5) переносится дугой на расплавленный основной металл и образует так называемую сварочную ванну (4). Электродное покрытие используется для образования газообразной защиты (7) и шлакового покрытия в жидком состоянии, именуемого шлаковой ванной (8). При движении электрода и, соответственно, сварочной дуги происходит затвердевание материалов. В результате мы видим сварочный шов (9) и корку (10) на его поверхности, образованную шлаком.

Газообразная защита, формируемая оболочкой электродного стержня вокруг дуги, необходима для предохранения от взаимодействия воздуха с расплавленным металлом. Эта газовая атмосфера сварочного процесса, кроме того, содержит пары всех расплавленных металлов, в том числе легирующих компонентов, входящих в состав покрытия электрода. Образуемый на поверхности капель металла электрода и сварочной ванны шлак также выполняет функцию защиты металла от контакта с воздухом. Кроме того, он является неотъемлемой частью металлургического процесса при сварке, в результате которого на поверхности сварочного шва и образуется шлаковая корка.

Дуговая сварка электродом имеет свои технические характеристики, которые зависят от силы подводимого тока и других факторов. В первую очередь, это конструкция сварного соединения, пространственное положение сварки, геометрическая конфигурация сварных швов и форма их кромок, диаметр электродного стержня, а также динамические параметры сварочного процесса – скорость перемещения электрода, его колебания в разных плоскостях. Всё это определяет параметры сварочной ванны, доля металла свариваемого изделия в которой при качественной сварке находится в пределах 15-35%, длина должна составлять не менее 10 мм и не более 30 мм, ширина – не менее 8 мм и не более 15 мм, а глубина не должна превышать 7 мм.

Рассмотрим проблемы, которые возникают при сварочном процессе. На них следует обращать внимание в первую очередь тогда, когда производится ручная сварка электродом. Прежде всего, это образование сварочных кратеров, или углублений в сварочном шве. Сам шов формируется при кристаллизации металла в сварочной ванне, а кратер в нём образуется при обрыве дуги, например, в момент смены электрода. По форме этот кратер соответствует упомянутой сварочной ванне, точней, её поверхности.

Другая проблема связана с тем, что при использовании электрода с покрытием различается скорость его расплавления в начале и конце сварочного процесса. Это связано с тем, что подводимый к электроду ток разогревает его металлический стержень от температуры окружающей среды до температуры расплавления, которая в конце достигает 500 – 600 градусов или 250 градусов при наличии в покрытии электрода органических компонентов. Степень разогрева определяется величиной сварочного тока и временем его подключения через электродержатель к электроду. В конечном счёте состав и свойства шва при сварке одним электродом могут изменяться по причине изменения соотношения в нём доли металла электрода и сварного изделия. Эта неоднородность является серьёзным недостатком такой технологии.