Характер пламени ацетилено-кислородной горелки, определяется его взаимодействием с металлом сварочной ванны.
1. Если объем поступающего в горелку, кислорода будет равен объему поступающего ацетилена, то суммарное уравнение горения можно записать так:
С2Н2 + 02 -> 2СО + Н2.
В этом случае металл сварочной ванны не подвергается окислению и, наоборот, окисленный металл может восстанавливаться водородом и окисью углерода. Мы получили так называемое нормальное пламя, сохраняющее свои свойства даже при небольшом избытке кислорода (1,1 —1,2).
2. Если объем кислорода меньше, чем объем ацетилена, то при сгорании ацетилена останутся свободные атомы углерода, которые, попадая в металл, будут его науглероживать, т. е. повышать содержание углерода в стали. Иногда этим пользуются для того, чтобы упрочнить поверхностные слои изделия.
3. Если пламя содержит избыток кислорода, то оно сильно окисляет металл. Это используют для резки металлов: в начале процесса создают пламя для подогрева металла до температуры плавления, затем дают большой избыток кислорода, и металл начинает гореть, образуя сквозной канал — рез. Таким образом, можно разрезать сталь значительной толщины. Исследования показали, что из реза металл удаляется под давлением струи кислорода в виде окислов.
Трудноокисляющиеся стали — хромоникелевые (нержавеющие) так резать нельзя, в струю кислорода необходимо вводить железный порошок, который снижает концентрацию хрома и никеля и делает сталь хорошо окисляющейся. Окисление железного порошка сопровождается выделением значительного количества теплоты, что повышает температуру в зоне реза.
При ацетилено-кислородной сварке цветных металлов, таких, как медь и алюминий, применяют флюсы или вещества, которые при своем плавлении растворяют окислы на кромках металла и на поверхности сварочной ванны.
Например, алюминий образует очень прочный окисел А1203, имеющий температуру плавления 2050° С, в то время как сам алюминий плавится при температуре 660° С. Если ввести в качестве флюса криолит и некоторые хлориды, то А1203 растворится в них и уйдет в шлак на поверхности шва.
Кроме сварки и резки, пламя ацетилено-кислородной горелки можно использовать для наплавки одного металла на другой с целью изменения свойств поверхности. Наплавляя на углеродистую сталь твердые сплавы, можно повышать твердость стальной поверхности, или, наоборот, наплавляя на сталь медные сплавы — понижать твердость, сообщая поверхности антифрикционные свойства (низкие коэффициенты трения).
Можно применять пламя ацетилено-кислородной горелки для напыления или металлизации. В этом случае на твердую поверхность (подложку) направляют поток мелких капель и паров металла, полученных при расплавлении металла проволоки в пламени ацетилено-кислородной горелки — газового металлизатора. Путем металлизации, например, наращивают изношенные поверхности шеек коленчатых валов тракторов и автомашин, причем по сроку службы восстановленные детали не уступают новым.
Газовая сварка и другие виды газопламенной обработки универсальны, опытный газосварщик может выполнять самые разнообразные работы, что необходимо при ремонте машин и различных деталей. Однако газовая сварка малопроизводительный процесс и в массовом производстве она не может конкурировать с автоматической дуговой сваркой. В монтажных условиях она очень удобна (газовые сети).