Jak to wynika z rozważań teoretycznych podanych w punkcie la niniejszego rozdziału, czystym tlenem nie można ciąć żeliwa, stali wysokostopowych (o zawartości powyżej 5%> Cr), aluminium, miedzi oraz stopów tych metali. Specjalne metody cięcia tlenem, omówione w punkcie 4 niniejszego rozdziału, również nie rozwiązały całkowicie tego problemu, ponieważ uzyskane brzegi cięcia są nierówne i wymagają dodatkowej kosztownej obróbki mechanicznej, a poza tym prędkości cięcia tymi specjalnymi metodami są dosyć małe. Problem cięcia termicznego stali stopowych, aluminium, miedzi oraz wszelkich innych metali i stopów został rozwiązany dopiero w roku 1955 przez wprowadzenie przez firmę Linde (USA) procesu cięcia Heliarc, który rozpowszechnił się następnie pod nazwą cięcia strumieniem plazmy, albo cięcia plazmowego. Zasada cięcia strumieniem plazmy polega na wykorzystaniu bardzo wysokiej temperatury (rys. 22) oraz bardzo dużej prędkości wylotowej gazów, wychodzących z dyszy palnika plazmowego, do stapiania i wydmuchiwania metalu, ze szczeliny cięcia. Sposób uzyskania plazmy polega na przepuszczaniu gazu lub mieszaniny gazów jednoatomowych lub dwuatomowych przez łuk elektryczny przewężony przez dyszę o niewielkiej średnicy otworu i jarzący się pomiędzy elektrodą nietopliwą (z wolframu czystego lub wolframu z dodatkiem toru) a przecinanym metalem. Na skutek wysokiej temperatury łuku elektrycznego następuje częściowa jonizacja i dysocjacja gazów (patrz rozdz. IV), które powodują powstanie mieszaniny o dużej zdolności emisyjnej, utworzonej przez wolne elektrony, jony dodatnie, atomy i cząsteczki. Ta właśnie mieszanina została nazwana plazmą.
Cząsteczki strumienia plazmy, oprócz bardzo wysokiej temperatury, mają dużą energię kinetyczną, co powoduje wpływ strumienia plazmy z dyszy palnika z prędkością 500 do 800 m/sek. Pierwszym gazem stosowanym do cięcia plazmowego w procesie Heliarc był hel, obecnie jednak stosuje się łatwiej dostępne, a więc i tańsze: argon, wodór i azot oraz ich mieszaniny. Jednoatomowy argon umożliwia uzyskanie lepszej jonizacji aniżeli dwuatomowy wodór, lecz za to wodór, który został zdysocjowany przed jonizacją, oddaje znaczną ilość ciepła na powierzchni ciętego metalu przez powtórne połączenie się atomów w cząsteczkę (p. rozdz. IX, 1 f.). Przenoszenie energii łuku na materiał przecinany uzależnione jest od termicznej przewodności gazów plazmy (rys. 23). Wraz ze wzrostem przewodności termicznej gazów zmniejsza się spadek gradientu temperatury, co jest ważne przy cięciu grubych blach. W tym przypadku temperatura strumienia plazmy jest prawie jednakowa u wylotu dyszy palnika i na końcu strumienia plazmy. Jednakże na skutek większego zasięgu najwyż-szych temperatur zwiększają się straty cieplne, a tym samym obniża się sprawność cieplna strumienia plazmy. Argon mający małą przewodność termiczną (rys. 23) jest gazem mało przydatnym do cięcia. Najczęściej stosuje się mieszaniny argonu z wodorem, argonu z wodorem i azotem, wodoru z azotem lub czysty azot.