При сгорании смеси горючего газа (это могут быть и пары горючей жидкости) с кислородом образуется так называемое сварочное пламя, свойства которого определяются двумя факторами:

– что используется в качестве горючего;

– в каком соотношении находятся горючая смесь и кислород.

При варьировании количества кислорода, поступающего в горелку, получают пламя разного характера:

– нормальное;

– окислительное;

– науглероживающее.

Количественное соотношение между кислородом и ацетиленом выражается следующими формулами:

– для нормального пламени –

– для окислительного –

– для науглероживающего –

В каждом из них отчетливо различаются (рис. 90):

Рис. 90. Разновидности ацетиленокислородного сварочного пламени: а – окислительное; б – нормальное; в – науглероживающее; 1 – зона ядра; 2 – восстановительная зона; 3 – окислительная зона

– зона ядра пламени. Его длина зависит от скорости истечения газовой смеси, она же определяет и устойчивость горения пламени (при недостаточной скорости оно сопровождается хлопками, а при чрезмерной – выталкивает металл из сварочной ванны);

– восстановительная зона, которая, в отличие от других зон, окрашена в более темный цвет. Она простирается примерно на 20 мм от конца ядра. За счет этой зоны происходит нагревание и расплавление металла при сварке. Максимальная температура в ней сосредоточена в 2–6 мм от конца ядра;

– окислительная зона (факел), состоящая из углекислого газа, азота и водяных паров. Температура этой зоны более низкая, чем предыдущая.

В восстановительной зоне нормального пламени нет свободного углерода и кислорода; все зоны отчетливо выражены; ядро резко очерчено, на конце закругляется и имеет ярко светящуюся оболочку. Размер ядра может быть различным, что определяется рядом факторов: составом горючей смеси, ее расходом и скоростью истечения.

Для окислительного пламени характерен избыток кислорода, т. е. оно возникает, когда объем этого газа, поступающего в горелку, более чем в 1,3 раза превышает объем ацетилена.

Ядро окислительного пламени бывает более бледным, коротким и отличается конусовидной формой. Все пламя окрашено в синевато-фиолетовый цвет и сопровождается характерным звуком. Несмотря на то что его температура выше, чем у нормального пламени, для сварки сталей оно не подходит, поскольку вследствие окисления делает шов пористым и хрупким. Сфера его применения – сварка латуни и пайка твердыми припоями.

Если количество ацетилена превосходит количество кислорода, возникает науглероживающее пламя. Четкость очертаний для его ядра не свойственна, кончик ядра окрашен в зеленый цвет. Восстановительная зона настолько светлая, что практически сливается с ядром и имеет желтоватую окраску. Науглероживающее пламя коптит – сказывается избыток углерода. Это негативно сказывается на качестве металла шва.

Различные материалы свариваются конкретным видом пламени (окислительным, восстановительным или науглероживающим), который сварщик должен устанавливать на глаз.

Для выполнения газовой сварки требуется, чтобы пламя обладало необходимой тепловой мощностью, выбор которой определяется толщиной свариваемого металла и его физическими характеристиками. Мощность теплового пламени зависит от количества ацетилена, которое проходит через горелку. Для его регулировки используются наконечники.