Elektroschlackeschweißen ist ein lichtbogenfreies Schweißverfahren, bei dem ein elektrischer Strom verwendet wird, der zwischen einer abschmelzenden Elektrode und einem Werkstück fließt. Bei dieser Schweißmethode leitet eine verflüssigte Schlacke, die die Schweißnahtoberfläche bedeckt, den elektrischen Strom. Vor dem Elektroschlackenschweißen wird ein Schweißflussmittel verwendet, um den Spalt zwischen den Werkstücken zu füllen, und ein elektrischer Lichtbogen wird verwendet, um die Wärme zu erzeugen, die zum Schmelzen des Flussmittels und zur Bildung der Schlacke benötigt wird. Bei dieser Art des Schweißens bleibt die Schlacke durch die Wärme des elektrischen Stroms in einem geschmolzenen Zustand.
Das Elektroschlackeschweißen wird am häufigsten verwendet, um dicke Stahlplatten miteinander zu verbinden. Dieses Schweißverfahren wird typischerweise durchgeführt, indem zwei wassergekühlte Kupferhaltevorrichtungen auf jeder Seite der Werkstücke angeordnet werden, um einen Hohlraum für das geschmolzene Flussmittel zu bilden. Der als Elektrode verwendete Zusatzdraht wird zusammen mit einer kleinen Menge Schweißpulver in den Hohlraum eingebracht. Ein elektrischer Lichtbogen wird erzeugt, um den Schmelzprozess zu beginnen, und zusätzliche Mengen an Flussmittel werden hinzugefügt, bis die geschmolzene Schlacke den Hohlraum füllt und den Lichtbogen löscht. Der Zusatzdraht schmilzt mit der verflüssigten Schlacke und bildet beim Erstarren die Schweißnaht; der Prozess geht weiter, wobei sich die Haltevorrichtungen und der Zusatzdraht nach oben bis zum Ende der Schweißung bewegen.
Um die Arbeitszeit zu verkürzen, wird manchmal eine Variation des typischen Elektroschlacke-Schweißverfahrens verwendet. Bei dieser Variante wird der Schweißprozess in üblicher Weise durchgeführt, außer dass der Zusatzdraht mittels eines Abschmelzrohres in das Schmelzbad eingeführt wird. Dieses Rohr wird oben an der Schweißnaht positioniert und führt den Draht für breitere Verbindungen oszillierend in das geschmolzene Flussmittel ein. Bei dieser Variante werden zwei Sätze wassergekühlter Haltevorrichtungen aus Kupfer verwendet, so dass sie durch Überspringen weiterbewegt werden können. Diese Variante ist besonders nützlich, wenn der Schweißprozess in vertikaler Position durchgeführt wird.
Robert K. Hopkins patentierte das Verfahren des Elektroschlackenschweißens in den USA im Jahr 1940. Dieses Schweißverfahren wurde während der 1940er Jahre am Paton Institute in der UdSSR weiter verfeinert. Das verfeinerte Paton-Verfahren des Elektroschlackenschweißens wurde erstmals 1950 auf der Bruxelles Trade Fair vorgestellt und wurde 1958 vom US-Autohersteller General Motors zur Herstellung von Motorblöcken eingesetzt. Der Wolkenkratzer der Bank of America in San Francisco wurde im Elektroschlacke-Schweißverfahren errichtet.