Сварка в среде защитных газов сегодня применяется практически для всех металлов, включая углеродистую и нержавеющую стали, алюминий, медь и титан. Теплотой дуги расплавляется основной металл и проволока или присадочный пруток, если сварку выполняют неплавящимся электродом. Расплавленный металл сварочной ванны, кристаллизуясь, образует шов. При сварке в зону дуги непрерывно подаётся защитный газ. В качестве защитных газов применяют углекислый газ (CO₂) и инертные газы, такие как аргон (Ar), гелий (He) и их смеси: Ar+He, Ar+CO₂, Ar+O₂, CO₂+O₂, Ar+H₂ и др.

По сравнению с другими способами сварка в среде защитных газов обладает рядом преимуществ:

• высокое качество сварных соединений на разнообразных металлах и сплавах различной толщины в виду широкого диапазона используемых защитных газов и газовых смесей, обладающих значительно различающимися теплофизическими свойствами;
• относительная простота процесса сварки и возможность применения механизированной сварки в различных пространственных положениях;
• возможность визуального наблюдения за образованием шва, что особенно важно при полуавтоматической сварке;
• отсутствие операций по засыпке и уборке флюса и удалению шлака;
• низкая стоимость, высокая производительность сварных работ.
  

Изначально наибольшее распространение получила сварка в среде CO₂. Такой способ является самым дешёвым при сварке углеродистых и низколегированных сталей.

Сварке в среде CO₂ свойственны следующие достоинства: высокая степень концентрации дуги и плотности тока, дающие минимальную зону структурных изменений металла; большая степень защиты сварочной ванны от воздействия внешней среды; высокая производительность; возможность сварки металлов различной толщины (от десятых долей до десятков мм); незначительная чувствительность к ржавчине и другим загрязнителям основного металла.

Однако необходимо принимать во внимание и недостатки: сильное разбрызгивание металла, требующее значительных трудовых затрат на зачистку сварного соединения и околошовной зоны; сварные соединения обладают малой энергоёмкостью разрушения; при высоких температурах сварочной дуги CO₂ разлагается на оксид углерода (CO) и кислород (O₂), который, если не принять специальных мер, приводит к окислению свариваемого металла и легирующих элементов; требуется специальная проволока, в состав которой входят в качестве раскислителей кремний (0,6 — 1,0 %) и марганец (1,0 — 2,0 %).

Дальнейшим этапом повышения эффективности сварки при изготовлении сварных металлоконструкций стало применение газовых смесей на основе углекислого газа (CO₂) и аргона (Ar). Предлагаемые технологии сварки в смесях с использованием CO₂ и аргона позволяют значительно улучшить, в сравнении со сваркой в CO₂, технологические параметры процесса сварки.

Преимущества применения газовых сварочных смесей по сравнению с CO₂ таковы:

• увеличение количества наплавленного металла за единицу времени, а также снижение потерь электродного металла на разбрызгивание;
• уменьшение количества брызг (набрызгивания) в районе сварного соединения и, как следствие, уменьшение до 95 % трудоёмкости при их удалении;
• повышение плотности и пластичности металла шва;
• повышение прочности сварного соединения;
• процесс сварки стабилен даже при некоторой неравномерности подачи сварочной проволоки, а также наличия на её поверхности следов технологической смазки и ржавчины;
• гигиенические условия труда на рабочем месте сварщика улучшаются за счёт значительного уменьшения количества выделяющихся сварочных аэрозолей и дымов.

Сварочные смеси на основе углекислого газа являются наиболее распространёнными среди смесей, применяемых для сварки углеродистых конструкционных сталей.