При газовой сварке стали вследствие медленного охлаждения металл шва имеет крупнокристаллическую структуру с равновесными неправильной формы зернами, типичную для литого металла. Характерная для дуговой сварки столбчатая структура наплавленного металла при газовой сварке может образоваться только в соединениях таких высокотеплопроводных металлов, как медь и алюминий, когда происходит интенсивный отвод теплоты от шва в основной металл.
При газовой сварке стали, содержащей 0,15-0,3% С, металл шва может иметь так называемую видманштеттову структуру, отличающуюся расположением прослоек феррита по кристаллографическим осям аустенитных зерен под углом 60, 90 и 120°. Однако видманштеттова структура при газовой сварке образуется не всегда, а только в тех случаях, когда сталь имеет крупное аустенитное зерно и когда скорость охлаждения металла в промежутке температур Аг3-Аг2 достаточно велика.
Размер и форма кристаллитов металла шва при газовой сварке в большей мере зависят от ряда факторов не поддающихся точному учету: степени перегрева и скорости охлаждения металла; количества содержащихся в жидкой ванне мельчайших частиц неметаллических включений, могущих служить центрами кристаллизации; перемешивания жидкого металла газовым потоком пламени концом присадочной проволоки и выделяющимися из жидкой ванны газами и т.п. Чем меньше перегрев металла при сварке и чем больше скорость охлаждения металла, тем мельче зерно стали и тем более высокими механическими свойствами обладает металл шва. С этой точки зрения газовую сварку целесообразно вести с максимально возможной скоростью.
В непосредственной близости от шва, выполненного газовой сваркой, в основном металле возникает зона термического влияния, состоящая из тех же характерных участков, что и при других способах сварки плавлением. Однако ширина этих участков при газовой сварке значительно больше вследствие длительного теплового воздействия пламени на металл, которое к тому же характеризуется тепловым потоком, более распределенным по поверхности свариваемого металла, нежели тепловой поток дуги.
Ширина зоны термического влияния зависит от толщины свариваемого металла, а также от способа и режима, газовой сварки. Например, при правом способе сварки стали относительно большой толщины ширина зоны термического влияния меньше, чем при левом способе. При правом способе сварки стали малой толщины, порядка 1-3 мм, ширина зоны термического влияния больше. Режим сварки определяется в основном мощностью горелки и скоростью перемещения пламени. При нормальной мощности горелки и максимально возможной скорости сварки зона термического влияния имеет меньшую ширину, чем при заниженной мощности и малой скорости сварки. В зависимости от приведенных параметров зона термического влияния при газовой сварке низкоуглеродистой стали может составлять 5-30 мм.
Чугун, сваренный с последующим медленным охлаждением соединения под слоем нагретого песка или асбеста, имеет структуру шва и переходной зоны, типичную для серого чугуна с большим содержанием графитовых включений.
Структура металла переходной зоны (рис. 47, б) сварного соединения меди, выполненного газовой сваркой, мало отличается от структуры основного металла (рис. 47, а) - мелкозернистой полиэдрического строения с двойниковыми образованиями. Для переходной зоны характерно подплавление основного металла и перемешивание его с металлом шва. На границе сплавления отмечаются общие зерна металла шва и основного металла. Структура наплавленного металла имеет крупнозернистое дендритообразное строение (рис. 47, в).


Однако следует иметь в виду, что приведенные структуры характерны только для перегретой, термически не обработанной меди. Фактически же после выполнения газовой сварки меди всегда проводят термообработку сварного соединения, заключающуюся в нагреве газовым пламенем сварной пластины или детали до температуры, при которой металл приобретает вишнево-красный цвет (800-850°С). Последующее охлаждение проводят в воде. Такая термообработка способствует получению мелкозернистой структуры и возвращает металлу утраченные им в процессе нагрева и сварки механические свойства.