本发明提供了应用于轨道增强车的激光熔池气体保护装置和保护方法，应用于轨道增强车的激光熔池气体保护装置，包括可沿轨道移动的底座和安装在底座上的保护罩，底座可供激光束列通过并在轨道作业面形成激光熔池；保护罩内并列设有相互隔离的冷却腔和惰性气体腔；保护罩上设有与冷却腔连通的进水管和出水管，用于连接冷却机；保护罩上设有与惰性气体腔连通的进气管，用于连接惰性气体瓶；保护罩的底部开设有连通惰性气体腔并靠近激光熔池的出气口，出气口与激光熔池的延伸方向一致，用于使送出的惰性气体形成覆盖激光熔池的保护气氛；其优点在于，能随激光装置沿轨道同步移动，形成覆盖激光熔池全长度高度封闭性的保护气氛，同时冷却保护罩。