Ο ανθρακούχο χάλυβας είναι μια μεγάλη οικογένεια κραμάτων χάλυβα που διαθέτουν ένα κοινό στοιχείο κράματος άνθρακα μαζί με διάφορα άλλα στοιχεία ανάλογα με την προβλεπόμενη τελική χρήση του χάλυβα. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι κατασκευής που χρησιμοποιούνται για την ένωση αυτών των υλικών, με τη συγκόλληση να είναι ένα από τα πιο δημοφιλή παραδείγματα. Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι αρκετά εύκολος και απλός στη συγκόλληση χρησιμοποιώντας μια σειρά από διαφορετικές μεθόδους, συμπεριλαμβανομένων των διεργασιών τόξου και θωρακισμένου αερίου. Η συγκόλληση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι λίγο πιο δύσκολη και απαιτεί προσεκτική προθέρμανση και ψύξη μετά τη συγκόλληση του μετάλλου.
Ο όρος ανθρακούχο χάλυβας είναι μια αρκετά γενική περιγραφή μιας μεγάλης οικογένειας προϊόντων από κράμα χάλυβα. Αυτά τα υλικά μπορεί να διαθέτουν έναν αριθμό διαφορετικών στοιχείων κράματος ανάλογα με την προβλεπόμενη χρήση τους, αλλά όλα περιέχουν άνθρακα σε διάφορους βαθμούς. Μία από τις πιο κοινές μεθόδους κατασκευής και κατασκευής κατασκευών και εξαρτημάτων που χρησιμοποιούν αυτά τα υλικά είναι η συγκόλληση με ανθρακούχο χάλυβα. Η συγκόλληση περιλαμβάνει τη σύνδεση δύο τεμαχίων μετάλλου για να σχηματίσουν μια στενή ένωση με ελάχιστο ή καθόλου κενό μεταξύ τους. Στη συνέχεια, σχηματίζεται μια μόνιμη ένωση μεταξύ των δύο με την τήξη των τεμαχίων μαζί σε μια στενή, εστιασμένη γραμμή κατά μήκος της ένωσης με τοπικές υψηλές θερμοκρασίες.
Η περιεκτικότητα σε άνθρακα οποιουδήποτε προϊόντος ανθρακούχου χάλυβα όχι μόνο υπαγορεύει τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του, αλλά επηρεάζει επίσης τη συγκόλληση των υλικών. Για το λόγο αυτό, η συγκόλληση ανθρακούχου χάλυβα ποικιλιών υψηλής και χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα διαφέρουν μεταξύ τους σε βαθμό που καθορίζεται από τη συνολική περιεκτικότητα του μετάλλου σε άνθρακα. Ο χάλυβας με χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, ή ο μαλακός χάλυβας όπως είναι κοινώς γνωστός, είναι η ευκολότερη συγκόλληση και αντιπροσωπεύει την πλειονότητα της συγκόλλησης ανθρακούχου χάλυβα στην κατασκευή και την κατασκευή. Ο μαλακός χάλυβας μπορεί να συγκολληθεί χρησιμοποιώντας συμβατική συγκόλληση με τόξο, συγκόλληση με οξυ-ακετυλένιο ή μία από τις διαδικασίες συγκόλλησης τόξου με θωράκιση αερίου.
Η συγκόλληση με τόξο, ή ραβδί, είναι μία από τις δύο πιο κοινές μεθόδους συγκόλλησης χάλυβα χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Οι μηχανές συγκόλλησης με τόξο παράγουν υψηλό ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από ένα ζεύγος καλωδίων που είναι συνδεδεμένα στους ακροδέκτες ρεύματος και γείωσης της μηχανής. Το ηλεκτροφόρο καλώδιο έχει ένα σφιγκτήρα με ελατήριο στο άκρο του μέσα στον οποίο στερεώνεται ένα ηλεκτρόδιο καλυμμένο με ροή. Το καλώδιο γείωσης στερεώνεται σε μεταλλικά κομμάτια εργασίας με έναν άλλο σφιγκτήρα. Όταν το ηλεκτρόδιο φέρεται κοντά στο μέταλλο, το ρεύμα έρχεται πάνω στο μέταλλο, παράγοντας μια έντονα εστιασμένη, εντοπισμένη περιοχή έντονης θερμότητας.
Αυτή η θερμότητα λιώνει τα μεταλλικά τεμάχια εργασίας στο σημείο συγκόλλησης μαζί με το ηλεκτρόδιο και τη ροή, η δεξαμενή λιωμένης ροής αποτρέπει τη μόλυνση από οξείδωση της συγκόλλησης. Η άλλη κοινή μέθοδος συγκόλλησης χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι η συγκόλληση με τόξο μετάλλων αερίου ή MIG. Αυτή η διαδικασία λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με τη συγκόλληση τόξου, μόνο που το ηλεκτρόδιο είναι ένας συνεχής κλώνος σύρματος που τροφοδοτείται στο σημείο συγκόλλησης από τη μηχανή συγκόλλησης. Ένα σταθερό ρεύμα αερίου αργού ή μίγμα αργού/ηλίου κατευθύνεται στο σημείο συγκόλλησης, το οποίο προστατεύει τη δεξαμενή συγκόλλησης από μόλυνση. Η συγκόλληση με τόξο αερίου βολφραμίου ή TIG και η συγκόλληση με οξυ-ακετυλένιο είναι λιγότερο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι συγκόλλησης χάλυβα χαμηλών ανθρακούχων εκπομπών.
Ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι χρήσιμος λόγω της σκληρότητάς του, χαρακτηριστικό που καθιστά πιο δύσκολη τη συγκόλληση από τον μαλακό χάλυβα, λόγω του γεγονότος ότι η θέρμανση του μετάλλου τείνει να το μαλακώσει. Αν και οι ίδιες μέθοδοι συγκόλλησης ανθρακούχου χάλυβα χρησιμοποιούνται για τη συγκόλληση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, οι επεξεργασίες προετοιμασίας και μετά τη συγκόλληση διαφέρουν. Για να αποφευχθεί η μαλάκυνση του χάλυβα κατά τη συγκόλληση, τα μέρη συνήθως προθερμαίνονται και ψύχονται με ελεγχόμενο τρόπο μετά τη συγκόλληση. Η έκταση αυτής της διαδικασίας προθέρμανσης και ψύξης υπαγορεύεται από τη συνολική περιεκτικότητα του χάλυβα σε άνθρακα.