ก๊าซป้องกันเป็นสารเฉื่อยหรือกึ่งก๊าซเฉื่อยที่มักใช้ในกระบวนการเชื่อมหลายๆ ประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเชื่อมโลหะด้วยแก๊สและการเชื่อมด้วยแก๊สทังสเตน(GMAW และ GTAW หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ MIG และ TIG ตามลำดับ) มีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันบริเวณเชื่อมจากออกซิเจน, และไอน้ำก๊าซในบรรยากาศเหล่านี้อาจลดคุณภาพของรอยเชื่อมหรือทำให้การเชื่อมยากขึ้น ขึ้นอยู่กับวัสดุที่จะเชื่อม กระบวนการเชื่อมด้วยอาร์กอื่นๆ ใช้กรรมวิธีอื่นในการปกป้องรอยเชื่อมจากบรรยากาศเช่นกันการเชื่อมด้วยอาร์คโลหะป้องกันเช่น ใช้อิเล็กโทรดปกคลุมไปด้วยฟลักซ์ที่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อบริโภค ซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อยกึ่งหนึ่งที่ถือเป็นก๊าซป้องกันที่ยอมรับได้ในการเชื่อมเหล็ก
การเลือกก๊าซเชื่อมที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้รอยเชื่อมมีรูพรุนและอ่อนแอ หรือเกิดการกระเด็นมากเกินไป ซึ่งอย่างหลังนี้แม้จะไม่ส่งผลกระทบต่อรอยเชื่อม แต่ก็ทำให้สูญเสียผลผลิตเนื่องจากต้องใช้แรงงานมากในการขจัดหยดก๊าซที่กระจัดกระจายออกไป
คุณสมบัติที่สำคัญของก๊าซป้องกันคือ ความสามารถในการนำความร้อนและถ่ายเทความร้อน ความหนาแน่นเมื่อเทียบกับอากาศ และความง่ายในการแตกตัวเป็นไอออน ก๊าซที่หนักกว่าอากาศ (เช่น อาร์กอน) จะปกคลุมรอยเชื่อมและต้องการอัตราการไหลที่ต่ำกว่าก๊าซที่เบากว่าอากาศ (เช่น ฮีเลียม) การถ่ายเทความร้อนมีความสำคัญในการให้ความร้อนกับรอยเชื่อมรอบส่วนโค้ง ความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนมีผลต่อความง่ายในการเริ่มส่วนโค้งและแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ ก๊าซป้องกันสามารถใช้ได้ทั้งแบบบริสุทธิ์หรือแบบผสมก๊าซสองหรือสามชนิด ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ก๊าซป้องกันมีบทบาทเพิ่มเติม คือ ป้องกันการก่อตัวของกลุ่มพลาสมาเหนือรอยเชื่อม โดยดูดซับพลังงานเลเซอร์จำนวนมาก ซึ่งมีความสำคัญสำหรับเลเซอร์ CO2 เลเซอร์ Nd:YAG มีแนวโน้มในการสร้างพลาสมาดังกล่าวน้อยกว่า ฮีเลียมมีบทบาทนี้ดีที่สุดเนื่องจากมีศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนสูง ก๊าซสามารถดูดซับพลังงานได้ในปริมาณมากก่อนที่จะแตกตัวเป็นไอออน
ฮีเลียมเบากว่าอากาศ ต้องใช้อัตราการไหลที่สูงกว่า เป็นก๊าซเฉื่อย ไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะหลอมเหลวการนำความร้อนมีค่าสูง การแตกตัวเป็นไอออนไม่ใช่เรื่องง่าย ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าในการเริ่มอาร์ก เนื่องจากมีศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนสูงกว่า จึงทำให้เกิดอาร์กที่ร้อนกว่าที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น ให้บีดที่กว้างและลึก ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำหรับโลหะผสมอลูมิเนียม แมกนีเซียม และทองแดง มักมีการเติมก๊าซอื่นๆ เข้าไป ส่วนผสมของฮีเลียมที่เติมอาร์กอน 5–10% และคาร์บอนไดออกไซด์ 2–5% ("tri-mix") สามารถใช้เชื่อมสแตนเลสได้ นอกจากนี้ยังใช้กับอลูมิเนียมและโลหะที่ไม่ใช่เหล็กอื่นๆ โดยเฉพาะสำหรับการเชื่อมที่หนากว่า เมื่อเปรียบเทียบกับอาร์กอน ฮีเลียมจะให้อาร์กที่มีพลังงานมากกว่าแต่เสถียรน้อยกว่า ฮีเลียมและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซป้องกันชนิดแรกที่ใช้ตั้งแต่เริ่มสงครามโลกครั้งที่ 2 ฮีเลียมใช้เป็นก๊าซป้องกันในการเชื่อมด้วยเลเซอร์สำหรับเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ฮีเลียมมีราคาแพงกว่าอาร์กอนและต้องการอัตราการไหลที่สูงกว่า ดังนั้น แม้จะมีข้อได้เปรียบ แต่ก็อาจไม่คุ้มต้นทุนสำหรับการผลิตปริมาณมาก ฮีเลียมบริสุทธิ์จะไม่ถูกใช้กับเหล็ก เนื่องจากจะทำให้เกิดอาร์กที่ไม่แน่นอนและกระตุ้นให้เกิดการกระเซ็น
ออกซิเจนใช้ในปริมาณเล็กน้อยเป็นส่วนผสมกับก๊าซอื่น โดยทั่วไปเป็นส่วนผสม 2–5% ของอาร์กอน ช่วยเพิ่มเสถียรภาพของอาร์กและลดแรงตึงผิวของโลหะหลอมเหลวเพิ่มขึ้นการเปียกของโลหะแข็ง ใช้สำหรับการเชื่อมแบบพ่นถ่ายโอนของโลหะอ่อนเหล็กกล้าคาร์บอน, โลหะผสมต่ำและสแตนเลส. การมีอยู่ของมันทำให้ปริมาณตะกรันเพิ่มขึ้น อาร์กอน-ออกซิเจน (อาร์-โอทู) มักจะถูกแทนที่ด้วยส่วนผสมของอาร์กอน-คาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนผสมของอาร์กอน-คาร์บอนไดออกไซด์-ออกซิเจนยังถูกนำมาใช้ด้วย ออกซิเจนทำให้เกิดการออกซิเดชันของรอยเชื่อม ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมอลูมิเนียม แมกนีเซียม ทองแดง และโลหะหายากบางชนิด ออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นทำให้ก๊าซป้องกันออกซิไดซ์อิเล็กโทรด ซึ่งอาจทำให้เกิดรูพรุนในคราบได้หากอิเล็กโทรดไม่มีสารที่เพียงพอสารดีออกซิไดเซอร์ออกซิเจนมากเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ในการประยุกต์ใช้ที่ไม่ได้กำหนดไว้ อาจทำให้เกิดความเปราะบางในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน ส่วนผสมของอาร์กอน-ออกซิเจนที่มีออกซิเจน 1–2% ใช้สำหรับสเตนเลสออสเทนนิติกในกรณีที่ไม่สามารถใช้อาร์กอน-CO2 ได้เนื่องจากต้องใช้คาร์บอนในรอยเชื่อมต่ำ รอยเชื่อมมีการเคลือบออกไซด์ที่แข็งแรงและอาจต้องทำความสะอาด
ไฮโดรเจนใช้สำหรับเชื่อมนิกเกิลและสแตนเลสบางชนิด โดยเฉพาะชิ้นงานที่มีความหนามาก ช่วยเพิ่มการไหลลื่นของโลหะหลอมเหลวและเพิ่มความสะอาดของพื้นผิว อย่างไรก็ตาม อาจทำให้เกิดการเปราะบางของไฮโดรเจนของโลหะผสมหลายชนิด โดยเฉพาะเหล็กกล้าคาร์บอน ดังนั้นการใช้งานจึงมักจำกัดเฉพาะสเตนเลสบางชนิดเท่านั้น โดยจะเติมลงในอาร์กอนในปริมาณไม่เกิน 10% สามารถเติมลงในส่วนผสมของอาร์กอนและคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อต่อต้านผลออกซิไดซ์ของคาร์บอนไดออกไซด์ การเติมจะทำให้อาร์กอนแคบลงและเพิ่มอุณหภูมิของอาร์กอน ทำให้เชื่อมได้ทะลุได้ดีขึ้น ในความเข้มข้นที่สูงขึ้น (ไฮโดรเจนสูงสุด 25%) อาจใช้เชื่อมวัสดุที่เป็นสื่อไฟฟ้า เช่น ทองแดงได้ อย่างไรก็ตาม ไม่ควรใช้กับเหล็ก อลูมิเนียม หรือแมกนีเซียม เนื่องจากอาจทำให้เกิดรูพรุนและไฮโดรเจนเปราะได้
ไนตริกออกไซด์การเพิ่มเติมจะช่วยลดการผลิตของโอโซน. ยังสามารถทำให้อาร์คมีเสถียรภาพมากขึ้นเมื่อเชื่อมอลูมิเนียมและสแตนเลสอัลลอยด์สูง
ก๊าซชนิดอื่น ๆ สามารถใช้สำหรับการใช้งานเฉพาะทาง ไม่ว่าจะเป็นแบบบริสุทธิ์หรือแบบผสม เช่นซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์หรือไดคลอโรไดฟลูออโรมีเทน.
ซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์สามารถเติมลงในก๊าซป้องกันในการเชื่อมอลูมิเนียมเพื่อจับไฮโดรเจนในบริเวณเชื่อมเพื่อลดรูพรุนของรอยเชื่อม
ไดคลอโรไดฟลูออโรมีเทนด้วยอาร์กอนสามารถใช้เป็นบรรยากาศป้องกันในการหลอมโลหะผสมอะลูมิเนียม-ลิเธียมได้ โดยจะลดปริมาณไฮโดรเจนในรอยเชื่อมอะลูมิเนียม จึงป้องกันการเกิดรูพรุนที่เกี่ยวข้อง
