將乙炔氣(或其他石油可燃氣)和氧氣混合產生的高溫火焰噴向工件表面，使其迅速加熱到淬火溫度，然后以一定的淬火介質噴射于加熱面進行淬火冷卻的方法稱為火焰表面淬火法。

        與感應加熱表面淬火法相比較，火焰淬火具有：1)設備投資低，簡單易行；2)方法靈活，對零件和加熱面形狀體積的不規則等不受限制，適應性強，對于單件小批生產更為方便靈活 ；3)特別是大型鍛件的局部表面加熱，采用感應加熱感應器設計制造難度大；另外無法使大鍛件放置到淬火機床上，而火焰表面淬火可以固定大鍛件而噴帶火焰喚槍和噴頭進行加熱。并可根據要求選擇淬硬層深。例如軋鋼機聯接軸重幾十噸，而只是在頭部球碗面需耐磨進行表面淬火，用火焰淬火要比用中頻淬火方便的多。

        火焰淬火作為表面加熱淬火特別是單件小批大鍛件表面淬火的一種方法，在國內外應用很廣，至今在熱處理方法中仍占有一定比例，在西歐國家應有更廣泛。

        火焰表面淬火的缺點:1)質量控制和操作者技術水平關系密切，由于氣源波動很難調節恒定，自動化較困難。2)使用有爆炸危險的混合氣體。3)勞動條件差。4)極薄的加熱面無法控制加熱。

        火焰表面淬火的加熱方法大致和感應表面加熱類似，也分為固定法和連續移動加熱法，固定法中可以用火焰噴嘴噴射火焰于工件某一局部表面加熱，達到淬火溫度后移開噴嘴,用水管噴水冷卻(或用壓縮空氣冷卻）。固定法中也可將火焰噴嘴固定在一個位置(或幾個噴嘴包圍零件外圓)而零件旋轉，加熱到淬火溫度后用噴水嘴噴水冷卻。

        連續移動加熱法是將噴嘴帶冷卻噴水嘴在零件加熱面移動，邊加熱邊冷卻淬火。

        仔細觀察氧-乙炔燃燒火焰可看出火焰分為三個區：靠近噴嘴較暗的部分為焰心，由氧，乙炔及其分解氣組成，溫度較低，其外層為白亮的還原區，.這是火焰溫度最高區(可達到3100°C)，它可迅速地使金屬加熱，甚至熔化，最外層為完全燃燒區，溫度較還原區低。

        火焰加熱時內層的熱量是由表面傳導而得的，為使零件在一定深度內被迅速加熱到淬火溫度就要保持表面的高溫，這往往使表面溫度過高，晶粒粗大，甚至有燒損的現象。