一、焊接火焰
氣焊火焰是用來加熱、熔化焊件和填充金屬（焊絲）進(jìn)行焊接的熱源，焊接的氣流又是熔化金屬的保護(hù)介質(zhì)，焊接火焰直接影響到焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率，要求焊接火焰應(yīng)有足夠的溫度、體積要小、焰心要直、熱量要集中，還應(yīng)要求焊接火焰具有保護(hù)性，以防止空氣中的氧、氮對熔滴和熔池的氧化和污染。
1. 可燃?xì)怏w的選擇
氣焊的氣體火焰包括氧-乙炔焰、氫氧焰、液化石油氣體及丁烷（C4H10）、丁烯（C4H8）等燃燒的火焰。
氫與氧燃燒形成的火焰稱為氫氧焰，是氣焊最早利用的氣體火焰，但由于容易發(fā)生爆炸事故，未能廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，目前主要用于鉛的焊接及水下火焰切割等。液化石油氣燃燒的溫度比氧-乙炔焰要低，液化石油氣燃燒的火焰主要用于金屬切割，用于氣割時，金屬預(yù)熱時間稍長，但可以減少切口邊緣的過燒現(xiàn)象，切割質(zhì)量較好，在切割多層疊板時，切割速度比使用乙炔快20%~30%，此外液化石油氣火焰還用于焊接有色金屬。
乙炔與氧氣混合燃燒形成的火焰稱為氧-乙炔火焰。氧-乙炔火焰具有很高的溫度（約3200℃），加熱集中。氧-乙炔焰是氣焊中主要采用的火焰。
2. 氧-乙炔火焰的種類和應(yīng)用
氧-乙炔火焰根據(jù)氧和乙炔混合比的不同，可分為中性焰、碳化焰和氧化焰三種類型，其構(gòu)造及形狀如圖2-1所示。理論上當(dāng)乙炔氣和氧氣的體積比為2∶5時，能形成充分燃燒的中性焰。但由于火焰外圍空氣中氧的存在，因此實(shí)際上當(dāng)氧和乙炔在混合室內(nèi)的混合比為1.1～1.2時即能形成中性焰?；旌媳刃∮?.1時為碳化焰，混合比大于1.2時為氧化焰。
圖2-1 氧－乙炔焰的構(gòu)造和形狀
1—焰心；2—內(nèi)焰；3—外焰
（1）中性焰。中性焰（圖2-1（a））有三個明顯的區(qū)域，即焰心、內(nèi)焰和外焰。中性焰的溫度分布見圖2-2。焰心的溫度約為900℃，在距離焰心末端2～4mm的內(nèi)焰處溫度最高，約3150℃。氣焊時應(yīng)用該處火焰加熱焊件進(jìn)行焊接。外焰溫度為1200～2500℃。火焰在橫向斷面的溫度也是不同的，斷面中心的溫度最高，越向邊緣溫度越低。
圖2-2 中性焰的溫度分布情況
1—焰心；2—內(nèi)焰；3—外焰
焰心由未經(jīng)燃燒的氧氣和乙炔組成，外表分布有一層碳素微粒層，熾熱的碳粒發(fā)出明亮的白光，形成尖錐狀、亮而明顯的輪廓。雖然焰心很亮，但溫度較低，這是由于乙炔分解而吸收了部分熱量的緣故。
內(nèi)焰由乙炔的不完全燃燒產(chǎn)物（一氧化碳和氫氣）組成，具有還原性，呈杏核形，藍(lán)白色而有深藍(lán)色線條。內(nèi)焰處于焰心前2~4mm處，燃燒最激烈，溫度最高。氣焊時，一般就利用這個溫度區(qū)域進(jìn)行焊接，因而稱為焊接區(qū)。又由于內(nèi)焰中的一氧化碳和氫氣對許多金屬的氧化物能起還原作用，所以焊接區(qū)又稱為還原區(qū)。
外焰是一氧化碳和氫氣與大氣中的氧完全燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣，具有氧化性，顏色由里向外逐漸由淡紫色變成橙黃色。
中性焰應(yīng)用最廣泛，一般用于焊接碳鋼、紫銅和低合金鋼等。
（2）碳化焰。碳化焰是在氧-乙炔混合氣體燃燒后尚有部分乙炔未燃燒，同樣由焰心、內(nèi)焰和外焰組成。如圖2-1（b）所示，碳化焰的整個火焰比中性焰長而柔軟，而且隨著乙炔供給量的增多，碳化焰也變得長而柔軟，其挺直度較差，焰心的輪廓不清，外焰特別長，當(dāng)乙炔過剩量很大時會冒黑煙。
碳化焰的溫度為2700~3000℃，由于碳化焰中過剩的乙炔分解成氫氣和碳，會提高焊縫的含碳量，從而使塑性降低而強(qiáng)度提高，同時氫會進(jìn)入熔池，使焊縫產(chǎn)生氣孔和裂紋，因而碳化焰不能焊接低碳鋼和低合金鋼。但輕微的碳化焰可廣泛應(yīng)用于焊接高碳鋼、中合金鋼、高合金鋼、鑄鐵、鋁及鋁合金等材料。
（3）氧化焰。氧化焰是在氧-乙炔混合氣體燃燒后尚有部分過剩的氧氣。焰心形狀變尖，內(nèi)焰很短，幾乎看不到，外焰也縮短，如圖2-1（c）所示。氧化焰焰心呈淡紫藍(lán)色，輪廓不明顯，外焰呈藍(lán)色，火焰挺直，燃燒時發(fā)出急劇的“嘶嘶”聲。氧化焰的長度取決于氧氣的壓力和火焰中氧氣的比例，氧氣的比例越大，整個火焰就越短，急劇的“嘶嘶”聲也就越大。
氧化焰的溫度可達(dá)3100~3400℃。由于氧氣的供應(yīng)量較多，使整個火焰具有氧化性，所以，一般材料氣焊時決不能采用氧化焰。但在焊接黃銅和錫黃銅時，利用輕微氧化焰的氧化性，生成的氧化物薄膜覆蓋在熔池表面，可以阻止鋅、錫的蒸發(fā)。此外，氣割時通常使用氧化焰；在火焰加熱時，為了提高效率，也常使用氧化焰。
