Arcul de sudare este format și susținut prin stabilirea unui mediu conductor numit plasma arcului. Însă, formarea și structura plasmei arcului depinde de proprietățile gazelor de protecție utilizate pentru sudare. Pentru a proteja metalul de sudură topit de contaminarea atmosferică, se folosesc gaze inerte precum argon (Ar) și heliu (He) și gaz activ ca dioxid de carbon (CO2). În afară de acestea, azotul (N2), oxigenul (O2), hidrogenul (H2) și amestecurile lor cu gazele de mai sus sunt, de asemenea, utilizate pentru obținerea proprietăților mecanice și ale metalului de sudură dorite. Potențialul de ionizare este energia, exprimată în electroni volți, necesară pentru a îndepărta un electron dintr-un atom de gaz, făcându-l un ion sau un atom de gaz încărcat electric. Proprietățile gazelor sunt enumerate în Tabelul 1 (Welding brazing and soldering 1998).

Pornirea arcului și stabilitatea arcului sunt puternic influențate de potențialele de ionizare ale componentelor gazelor de protecție utilizate în procesul de sudare. Gazele cu un potențial de ionizare scăzut, cum ar fi argonul, se pot disocia cu ușurință în ioni. Heliul, cu potențialul său de ionizare semnificativ mai mare, produce un arc mai greu de pornit și mai puțin stabil. Deși alți factori sunt implicați în susținerea plasmei, nivelurile respective de energie necesare ionizării acestor gaze trebuie menținute; în consecință, tensiunea arcului este direct influențată. Pentru lungimi de arc și curenți de sudare echivalente, tensiunea obținută cu heliu este apreciabil mai mare decât cu argon. Acest lucru se traduce printr-un aport de căldură mai disponibil la materialul de bază cu heliu.
Este bine cunoscut faptul că arcul de heliu de 100 A poate topi mai mult metal decât un arc de argon de 100 A. Acest lucru se datorează nu numai influenței valorilor potențialului de ionizare, ci și datorită conductivității gazelor de protecție. Conductivitatea termică a unui gaz este o măsură a cât de bine este capabil să conducă căldura. Ea influențează pierderea radială de căldură de la centru spre periferia coloanei arcului, precum și transferul de căldură între plasmă și metalul lichid.

În gazele monoatomice precum heliul și argonul, conductivitatea termică este controlată de difuzivitatea masei atomilor, care, conform teoriei cinetice a gazelor, este proporțională cu rădăcina pătrată inversă a masei atomului. Deși greutatea atomică a argonului este de zece ori mai mare decât a heliului, conductivitatea sa termică este de numai 30% din cea a heliului. Deci, heliul va conduce de trei ori mai multă căldură prin stratul gazos. Un gaz cu o conductivitate termică ridicată oferă o distribuție mai uniformă a căldurii pe suprafața de lucru și produce o zonă de fuziune mai largă. Deci, arcul cu gaz de heliu topește mai mult metal decât arcul de argon. Se raportează că amestecurile de gaze, cum ar fi 75% Ar-25% He și 50% Ar-50% He, cresc viteza de transfer de căldură peste argonul pur, deoarece valorile conductibilității termice ale amestecurilor de gaze sunt intermediare față de gazele pure.

Adăugările de gaze biatomice precum H2 și O2 cu Ar sporesc conductivitatea termică datorită disocierii gazului din plasmă și recombinării în stratul limită de gaz (Eagar 1990).