不銹鋼氣體保護焊有惰性氣體保護焊和活性（又稱氧化性）氣體保護焊兩種。惰性氣體保護焊有氬、氦、氬-氦和氬-氫混合氣體；活性氣體保護焊用氣體有氬-氧、氬-三氧化碳和氬-氧一二氧化碳等混合氣體。
1. 氬氣
氬氣（Ar）是惰性氣體，為單原子氣體，它不與焊縫金屬起化學作用，密度是空氣的1.4倍，使用時不易漂浮失散，所以是一種理想的保護氣體。氬氣的熱導率小，高溫時不分解吸熱，電弧在氬氣中燃燒時熱量損失少，電離勢低，故在各類氣體保護焊中氬氣保護焊的電弧燃燒穩定性最好。特別是在熔化極氬弧焊時，焊絲金屬很容易呈穩定的軸向射流過渡，且飛濺小。在熔化焊時得到廣泛的應用。
氬氣是分餾液態空氣的副產品，所以其中常含有一定數量的氧、氮、二氧化碳及水分，會直接影響焊縫質量。有關氬氣的技術指標（GB/T 4842-2006）見表2-30，純氬作為不銹鋼焊接的保護氣體時，可以滿足要求；高純氬應用在有色金屬或屬的氣3體保護焊中。
2. 氦氣
氦氣（He）與氬氣一樣是一種無色、無味、無毒、無污染的惰性氣體，不與其他元素組成化合物，不溶于焊縫金屬，是一種單原子氣體。與氬氣相比，性質有下列特點：
a. 在氬氣中容易引弧，電弧燃燒穩定而且柔和，氦氣則較差。
b. 氦氣比氬氣的電離電壓高，在同樣電流和弧長時，氦氣的電離勢高，氦弧的電壓都明顯比氬弧高，所以氦弧的溫度高，發熱大且集中，這是氦弧焊的最大優點。同時氦的熱導率大，有利于向被焊區輸熱，所以在同等電流和弧長條件下，鎢極氦弧焊的焊接速度可比鎢極氬弧焊快30％～40％，且可獲得熔深較大的窄焊縫，焊接熱影響區也明顯減小。
單獨用氦氣作為保護氣體時，在任何焊接電流時都不能實現軸向射流過渡，常常產生較多的飛濺和較粗的焊縫表面。而氬氣保護中焊接電流較小時為大熔滴過渡，當焊接電流超過臨界值時，將會形成軸向射流過渡（例如，保護氣體的體積分數99％ Ar～1％O2，不銹鋼焊絲直徑為1.2mm時，其臨界電流為225A）。通常，用Ar-He混合氣體保護進行焊接，既可以改善焊縫成形，又能得到理想的穩定的熔滴過渡。
c. 氦氣的密度小，僅為空氣的0.14倍，不易形成良好的保護罩。為了獲得與氬氣同樣的保護效果，氦氣流量必須比氬氣大2～3倍。
d. 氦氣的氣體體積比較輕（密度小），又具有較高的擴散速度和對設備有特別高的靈敏度，在封閉的系統內又能保持較長時間的穩定性，所以可以用來作為一次性非破壞性檢驗的氣體，來檢測結構中微量穿透性的缺陷。
由于氦氣價格昂貴，所以應用受到限制。純氦、高純氦和超純氦的技術要求見表2-31。
3. 氬-氦混合氣體
氬氣電弧穩定柔和，陰極清理作用好；氦氣電弧發熱量大且集中，有較大的熔深。采用氬-氦混合氣體可以取長補短。其混合氣體的體積分數通常為中（He）75％～80％＋φ（Ar）25％～20％。
4. 氫氣
氫氣（H2）是無色無嗅的可燃性氣體。氫的相對原子質量最小，可溶于水，導熱性能好，氫分子分解為氫原子時吸收大量分解熱。在氬氣保護焊時，加入適量氫，可增大母材金屬的熱輸入，提高電弧電壓，從而可提高熱功率，增加熔透性且提高焊接速度和生產效率。同時還能防止焊縫產生咬邊和抑制CO氣孔的生成。氬-氫混合氣體的應用只限于焊接不銹鋼、鎳基合金，因為氫在一定含量范圍內對這些材料不會產生有害的冶金影響。常用的氣體成分是Φ（Ar）85％＋Φ（H2）15％，采用此混合保護氣焊接厚度為1.6mm以下的不銹鋼對接接頭時，焊接速度可比純氬保護快50％。氫氣的技術要求見表2-32。
5. 二氧化碳
二氧化碳是氧化性保護氣體，有固、液、氣三種狀態。工業用二氧化碳都是液態，常溫下即可氣化，使用方便、經濟。一個容積為40L的標準鋼瓶即可裝入25kg的液態二氧化碳（按容積的80％計），剩余約20％的空間則充滿氣化了的二氧化碳。液態二氧化碳中可溶解質量分數為0.05％的水，多余的水則成自由狀態沉于瓶底。這些水在焊接過程中隨著二氧化碳一起揮發并混入二氧化碳氣體中，一起進入焊接區，成為主要有害雜質，故焊前必須采取下列措施來減少水分。
a. 將新灌氣瓶倒置2h，開啟閥門將沉積在下部的水排出（一般排2～3次，每次間隔約30min），放水結束后仍將氣瓶倒正。
b. 使用前先放氣（2～3min），因為上部的氣體一般含較多的空氣和水分。
c. 在氣路中設置高壓干燥器和低壓干燥器，進一步減少二氧化碳中的水分。一般用硅膠或脫水硫酸銅作干燥劑，可烘去水后多次重復使用。
d. 當瓶中氣壓降低到0.1MPa以下時，不再使用。此時液態二氧化碳已揮發完，瓶內氣體壓力隨氣體消耗而降低，水分分壓卻相對增大，若繼續使用，焊縫金屬將會產生氣孔。
二氧化碳是藥芯焊絲氣體保護焊的主要保護氣體之一。工業液體二氧化碳的技術要求見表2-33。
6. 氬-氧-二氧化碳三元混合氣體
焊接不銹鋼時，在氬氣中加入適量的氧和二氧化碳氣體，可使保護氣體的氧化性增強。當焊絲采用噴射形式過渡到焊接熔池時，具有下列優點：可克服陰極飄移現象，使焊接電弧燃燒穩定；焊接過程中飛濺減少，焊縫成形良好；還可以減少咬邊現象，易實現單面焊雙面成形的工藝。
