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等离子弧焊接可用于多种金属材料的焊接。直流正接等离子弧焊接可用于焊接碳钢、合金钢、耐热钢、不锈钢、铜及铜合金、钛及钛合金、镍及镍合金等材料；交流等离子弧焊接主要用于铝及铝合金、镁及镁合金等材料。8526
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成都电焊机研究所开展了真空磁压缩等离子弧焊实验研究，指出使用真空磁压缩等离子弧作为热源，可以焊接一般金属和活性金属，熔透能力超过大气电弧，通过调节磁场强度，可以改变电弧的能量分布；美国的G.Aston在1998年召开的第5届国际焊接研究发展趋势会议上，发表了无电极真空等离子弧焊研究的学术论文，这种新方法利用现有的等离子弧焊设备,可以焊接异种金属，尤其适用于焊接多种宇航合金及高温金属，焊缝缺陷率大大降低，焊接质量显著提高，该项技术已被NASA宇航局马歇尔宇航中心列入太空焊接研究课题之一。
西北工业大学开展了脉动等离子弧喷焊技术研究，通过在工件和喷枪阳极（喷嘴）间接入高频的IGBT无触点开关，成功地实现了转移弧和非转移弧的高频交替工作，实现了单一电源下的等离子喷焊。西安交通大学开展了适宜于Al、Mg及其合金的变极性等离子弧焊设备的研究，主弧的正、负半波分别由2台直流电源供电，对工件（铝）实现了变极性焊接，它不仅使电弧稳定，而且还有可靠的阴极清理作用。北京航空工艺研究所开展了脉冲等离子弧焊的工艺研究。在穿孔等离子弧焊小孔特征及行为检测方面,哈尔滨工业大学、北京航空工艺研究所以及清华大学分别通过光谱信息、电弧电压和电流的频谱分析，检测小孔的建立、闭合以及小孔尺寸；天津大学的王惜宝、张文铖分析了等离子弧粉末堆焊时粉末在转移弧中的输送行为及其主要影响因素，计算了铁基合金粉末和碳化硼粉末、不同参数下在弧柱中的输送速度分布及沿弧柱横截面上的粉通量分布。在重要的应用方面，西安航空发动机公司利用自制的电源设备配以进口的等离子弧焊枪,实现了某航空发动机工艺的改进。
等离子弧焊接作为一种利用高能热源进行焊接的技术，由于其焊接的高质量特点，应用范围越来越广泛，在航空航天工业、石油工业、核电工业、汽车工业以及再制造技术等现代工业中，起着重要作用。再制造技术是指把因为破坏。磨损。腐蚀等原因造成失效的零部件，通过各种先进制造技术对其进行修复，从而使其再利用的技术。自从等离子弧焊接出现至今，等离子弧焊接修复技术也有了长足的发展。20世纪70年代，美国的普惠公司就已将等离子弧焊接修复技术应用于发动机损伤钛合金叶片的修复，针对不同的材料及零部件，可以采用不同的等离子弧焊接修复技术[4]。
（1）微束等离子弧焊接虽然焊接电流较小，但是焊接能量集中并且电弧稳定，焊接后热影响区小，母材组织变化不大，因此可用于小型零部件的焊接修复，能够使其保持零部件原有的力学性能。
（2）变形性等离子弧焊接在正极性时，加热能力强，热输入大，反极性时易于清理，可以降低钨极的烧损，保持焊接工艺的稳定，能够实现铝合金零件高质量的修复。
美国NASA宇航局马歇尔宇航中心开发了一种新型等离子弧焊方法，称之为三重气体等离子弧焊（ternarygas plasma arc welding），并于1995年5月申请了美国专利，与常规等离子弧焊相比，这种新方法在焊枪上作了重大革新：钨极为管状空心结构，中间通入惰性气体，因而在焊枪中存在三重气体。从钨极中间通入的气体与环绕钨极的离子气联合作用，有助于得到更挺直、更稳定的等离子弧，采用这种焊枪进行焊接，焊缝和热影响区的宽度减小了，熔深的可控性加大了，在相对低的热输入量条件下可以焊接更厚的材料。