在金属焊接中，保护气体的成分直接影响电弧行为、熔池稳定性和焊缝成形质量。氦气属于惰性气体，不与熔融金属反应，可有效隔绝空气，防止焊缝氧化、氮化与吸氢致气孔。与氩气相比，氦气电离电位更高、热导率明显更大，在相同电流下电弧电压更高、热输入更集中，因此特别适合焊接铝合金、铜及铜合金等高导热材料，能够改善厚板焊接中常见的熔深不足、根部未熔合等缺陷。

在实际生产中，多采用氦氩混合气而非纯氦。通过调整氦气比例，可在电弧稳定性、熔深、焊接速度与气孔敏感性之间取得平衡；氦气比例提高，熔深与焊接速度提升，但成本与烟尘也会上升。在激光焊接与等离子焊接中，氦气保护可抑制等离子体屏蔽效应、减少飞溅与氧化夹杂，提高焊缝致密性。在金属增材制造与等离子喷涂中，氦气还可作为载气与保护气，稳定送粉与熔池行为。由于氦气价格较高，通常只在工艺难度大、质量要求高的场合使用，并配合气体回收或混配系统以控制成本。