Зовнішній вигляд, температура і вплив зварювального полум'я на розплавлений метал залежать від складу горючої суміші, т. Е. Співвідношення в ній кисню і ацетилену. Змінюючи склад горючої суміші, зварювальник змінює властивості зварювального полум'я. При згорянні ацетилену в повітрі без додавання кисню полум'я має жовтуватий колір і довгий факел без світлого ядра. Таке полум'я не придатне для зварювання, так як має низьку температуру і коптить, виділяючи багато сажі (незгорілого вуглецю). Якщо в та дещо полум'я додати кисень, відкриваючи кисневий вентиль пальника, то різко зміняться колір і форма полум'я, температура його підвищиться. Змінюючи співвідношення кисню і ацетилену в горючій суміші, можна отримувати три основних види зварювального полум'я (рис. 95): науглероживается (з надлишком ацетилену); нормальне (зване відновлювальних); окислительное (з надлишком кисню). Для зварювання більшості металів застосовують нормальне (відновне) полум'я. Теоретично воно виходить, якщо в суміш на один об'єм ацетилену подається один об'єм кисню. Ацетилен згоряє за рахунок кисню суміші по реакції: С2Н2 + О2 = 2СО + Н2 (1 фаза горіння) Подальше горіння відбувається за рахунок кисню, який надходить з навколишнього повітря, по реакції: 2СО + Н2 + 1,5О2 = 2СО2 + H2O.
(2 фаза горіння) Окис вуглецю і водень, що утворюються в полум'ї, раскисляют метал, відновлюючи з оксидів метал в зварювальної ванні. При використанні суміші з співвідношенням обсягів кисню і ацетилену 1: 1 метал шва виходить досить однорідний, без пір, газових бульбашок і включень окислів. Практично нормальне відновне полум'я виходить при надлишку кисню в суміші до 30% проти теоретичного за рахунок надходження його з навколишнього повітря. Таким чином, співвідношення ацетилену і кисню змінюється від 1: 1 до 1: 1,3. Нормальне полум'я має світле ядро, кілька темну відновну зону і факел.
Мал. 95. Різновиди ацетилено-кисневого полум'я: а - науглероживается; б - нормальне; в - окисне; 1 - ядро; 2 - відновлювальна зона; 3 - факел
Ядро має чітко окреслену форму, близьку до форми циліндра з заокругленим кінцем, і яскраво світиться оболонку, яка складається з розпечених частинок вуглецю. Від згоряння цих частинок відбувається в зовнішньому шарі оболонки. Розмірами ядра полум'я є його діаметр і довжина. Діаметр ядра полум'я визначається діаметром каналу мундштука і витратою горючої суміші. Пальники комплектуються набором мундштуків декількох номерів. Чим більше номер мундштука і витрата горючої суміші, тим більше діаметр ядра. Довжина ядра полум'я визначається швидкістю витікання газової суміші. Швидкість витікання газової суміші є основним чинником, що визначає стійкість горіння полум'я. При малій швидкості закінчення газової суміші полум'я схильне до утворення ударів і зворотних ударів. При завищеній швидкості закінчення газової суміші полум'я видуває розплавлений метал зі зварювальної ванни. Відновлювальна зона має більш темний колір, що відрізняється від кольору ядра і решти полум'я. Вона займає простір в межах 20 мм від кінця ядра, в залежності від номера мундштука. Відновлювальна зона складається з окису вуглецю і водню і має найбільш високу температуру в точці, віддаленій на 2-6 мм від кінця ядра. Цією зоною полум'я нагрівають і розплавляють метал в процесі зварювання. Інша частина полум'я, розташована за відновної зоною, називається факелом і складається з вуглекислого газу, водяної пари і азоту, які з'являються в полум'я при згорянні окису вуглецю і водню відновної зони за рахунок кисню навколишнього повітря. Температура факела значно нижча за температуру відновної зони. Таким чином, в відновлювальної зоні, в якій точці, що відстоїть трохи далі від кінця ядра, досягається максимальна температура ацетилено-кисневого полум'я 3150 ° С. При метан-кисневому полум'ї максимальна температура, рівна 2150 °