Arco es una descarga de arco de gas. La descarga de arco de gas muestra que el voltaje entre electrodos es muy bajo, pero la corriente que pasa a través del gas es muy grande, hay una luz blanca deslumbrante y la temperatura de la zona del arco es muy alta (aproximadamente 5000 K). La enorme densidad de corriente proviene de la emisión de electrones calientes del cátodo y la autoemisión de electrones, es decir, hay una capa de iones positivos cerca del cátodo, que forma un fuerte campo eléctrico, lo que hace que el cátodo emita electrones automáticamente. Una gran cantidad de electrones chocan con moléculas gaseosas entre los polos para ionizarlas, produciendo una mayor cantidad de iones positivos y electrones secundarios. Bajo la acción del campo eléctrico, golpean el cátodo y el ánodo respectivamente, generando altas temperaturas. El cátodo consume parte de la energía debido a la emisión de electrones, por lo que su temperatura es menor que la del ánodo. También se generan altas temperaturas entre los polos debido a la recombinación de algunos iones positivos y electrones. Un horno de arco eléctrico es un horno industrial que utiliza este principio para fundir metal. Un horno de arco eléctrico en un ambiente de vacío es un horno de arco al vacío que utiliza alta corriente y bajo voltaje, y es una operación de arco corto. Generalmente, el voltaje del arco es de 22 ~ 65 V y la longitud del arco correspondiente es de 20 ~ 50 mm (este último es un lingote grande). Desde el exitoso experimento de fundir alambre de platino en 1839, la gente comenzó a estudiar la fundición de metales refractarios en los siguientes cien años. Los hornos de arco eléctrico al vacío se utilizaron oficialmente en la industria en 1953. Hasta 1956, Estados Unidos y muchos países europeos todavía utilizaban hornos no consumibles para fundir titanio. En 1955, comenzaron a utilizar hornos consumibles para fabricar acero. Hacia 1960, el peso de los lingotes producidos por el horno autoconsumible alcanzó más de 30 toneladas y empezó a tomar forma. La situación actual del desarrollo puede representarse mediante el horno consumible al vacío fabricado por la empresa estadounidense Comsac. Para mejorar la productividad y la utilización del equipo, los dos hornos comparten una fuente de alimentación principal, un sistema de vacío y un sistema de control automático.
El tratamiento térmico de la pieza de trabajo (o material) en estado de vacío puede extender la vida útil de la pieza de trabajo y del molde, sin oxidación, sin descarburación, superficie brillante, pequeña deformación, ahorro de energía y sin contaminación, y cambiar el rendimiento mecánico y las propiedades metalúrgicas y otras ventajas.