El acero al carbono es una gran familia de aleaciones de acero que cuentan con un elemento de aleación de carbono común junto con varios otros elementos dependiendo del uso final previsto del acero. Se utilizan varios métodos de fabricación para unir estos materiales, siendo la soldadura uno de los ejemplos más populares. El acero con bajo contenido de carbono es bastante fácil y sencillo de soldar utilizando varios métodos diferentes, incluidos los procesos de arco y gas protegido. La soldadura de acero con alto contenido de carbono es un poco más complicada y requiere un precalentamiento cuidadoso y un enfriamiento posterior a la soldadura del metal.
El término acero al carbono es una descripción bastante genérica de una gran familia de productos de aleación de acero. Estos materiales pueden presentar varios elementos de aleación diferentes dependiendo de su uso previsto, pero todos contienen carbono en diversos grados. Uno de los métodos más comunes de construcción y fabricación de estructuras y piezas que utilizan estos materiales es la soldadura de acero al carbono. La soldadura implica unir dos piezas de metal para formar una unión estrecha con poco o ningún espacio entre ellas. Luego se forma una unión permanente entre los dos fundiendo las piezas juntas en una línea estrecha y enfocada a lo largo de la unión con altas temperaturas localizadas.
El contenido de carbono de cualquier producto de acero al carbono no solo dicta sus características de trabajo, sino que también afecta la soldadura de los materiales. Por esta razón, las soldaduras de acero al carbono de las variedades con alto y bajo contenido de carbono se diferencian entre sí en una medida determinada por el contenido total de carbono del metal. El acero con bajo contenido de carbono, o acero dulce como se lo conoce comúnmente, es el rango más fácil de soldar y representa la mayoría de las soldaduras de acero al carbono en la fabricación y construcción. El acero dulce se puede soldar mediante soldadura por arco convencional, soldadura con oxiacetileno o uno de los procesos de soldadura por arco con protección de gas.
La soldadura por arco o electrodo revestido es uno de los dos métodos más comunes para soldar aceros con bajo contenido de carbono. Las máquinas de soldadura por arco producen una alta corriente eléctrica que pasa a través de un par de cables conectados a los terminales vivos y de tierra de la máquina. El cable vivo tiene una abrazadera con resorte en su extremo en la que se sujeta un electrodo cubierto de fundente. El cable de tierra se fija a piezas metálicas con otra abrazadera. Cuando el electrodo se acerca al metal, la corriente forma un arco sobre el metal, produciendo un área localizada fuertemente enfocada de calor intenso.
Este calor derrite las piezas de trabajo de metal en el punto de soldadura junto con el electrodo y el fundente, el grupo de fundente derretido evita la contaminación por oxidación de la soldadura. El otro método común de soldadura de acero con bajo contenido de carbono es la soldadura por arco metálico con gas, o MIG. Este proceso funciona de manera similar a la soldadura por arco, solo que el electrodo es un hilo de alambre continuo alimentado hasta el punto de soldadura por la máquina de soldar. Una corriente constante de gas argón o una mezcla de argón / helio se dirige al punto de soldadura, lo que protege el baño de soldadura de la contaminación. La soldadura por arco de tungsteno con gas, o TIG, y la soldadura con oxiacetileno son métodos de soldadura de acero con bajo contenido de carbono que se utilizan con menos frecuencia.
El acero con alto contenido de carbono es útil debido a su dureza, característica que hace que sea más difícil de soldar que el acero dulce debido a que el calentamiento del metal tiende a ablandarlo. Aunque se utilizan los mismos métodos de soldadura de acero al carbono para soldar acero con alto contenido de carbono, los tratamientos de preparación y post-soldadura difieren. Para evitar que el acero se ablande durante la soldadura, las piezas normalmente se precalientan y enfrían de forma controlada después de la soldadura. El alcance de este proceso de precalentamiento y enfriamiento viene dictado por el contenido total de carbono del acero.