Il s'agit de la variante la plus utilisée du coupage plasma. Dans le cas de l'arc plasma non transféré, celui-ci brûle entre l'électrode et la buse. Même en cas d'utilisation de gaz de coupe contenant de l'oxygène, l'effet thermique de l'arc plasma prédomine, c'est pourquoi cette variante de procédé ne représente pas un processus d'oxycoupage, mais un processus de découpage par fusion.

Les gaz plasmagènes sont partiellement dissociés et ionisés dans l'arc électrique et deviennent ainsi conducteurs d'électricité (état de plasma). En raison de la densité énergétique et de la température élevées, le plasma se dilate et s'écoule en direction de la pièce à usiner à une vitesse pouvant être trois fois supérieure à celle du son.

Par recombinaison des atomes et des molécules à la surface de la pièce, l'énergie absorbée est libérée brusquement et renforce l'effet thermique de l'arc plasma sur la pièce. L'arc plasma génère des températures allant jusqu'à 30 000 K qui, associées à l'énergie cinétique élevée du gaz plasma, permettent d'atteindre des vitesses de coupe très élevées, en fonction de l'épaisseur du matériau, sur tous les matériaux conducteurs d'électricité. Pour le processus de coupe, un arc pilote est d'abord allumé entre la buse et l'électrode au moyen d'une haute tension. Cet arc pilote à faible énergie prépare le trajet entre la torche plasma et la pièce à usiner par ionisation partielle. Si l'arc pilote touche la pièce à usiner (entame à la volée, perçage à la volée), l'arc principal est amorcé par une augmentation automatique de la puissance.

L'énergie thermique de l'arc électrique et du gaz plasma fait fondre le matériau métallique et le vaporise partiellement. L'énergie cinétique du gaz plasma chasse la matière en fusion hors du trait de coupe. Contrairement au procédé d'oxycoupage, dans lequel environ 70 % de l'énergie thermique est générée par la combustion du fer, l'énergie nécessaire à la fusion du matériau dans le trait de coupe n'est générée qu'électriquement lors du découpage plasma.

Les gaz plasma sont choisis en fonction du matériau à découper. On utilise par exemple l'argon monoatomique et/ou les gaz diatomiques hydrogène, azote, oxygène, leurs mélanges gazeux et l'air purifié comme gaz plasma et simultanément comme gaz de coupe. En ce qui concerne le refroidissement, on distingue les torches refroidies à l'eau et les torches refroidies au gaz. Les procédés de coupage plasma sont classés en fonction de leur lieu d'application (au-dessus et sur l'eau, ainsi que sous la surface de l'eau).

Selon le type de matériau à découper, l'épaisseur du matériau et la puissance de la source de courant, de nombreuses variantes du procédé sont déjà disponibles.

Ces variantes se distinguent principalement par la conception de la torche à plasma, l'alimentation en fluide et le matériau d'électrode utilisé.

On distingue les variantes suivantes du coupage plasma en fonction du type d'effet de constriction.

• Découpe plasma conventionnelle/découpe plasma standard
• Découpe plasma avec milieu secondaire
• Découpage plasma avec gaz secondaire
• Découpage plasma avec eau secondaire
• Découpe plasma avec injection d'eau
• Découpage plasma avec effet de constriction accru