Kolstål är en stor familj av stållegeringar som har ett gemensamt kollegeringselement tillsammans med olika andra element beroende på den avsedda slutanvändningen av stålet. Det finns flera tillverkningsmetoder som används för att sammanfoga dessa material, där svetsning är ett av de mer populära exemplen. Lågkolhaltigt stål är ganska enkelt och okomplicerat att svetsa med ett antal olika metoder, inklusive båg- och skyddsgasprocesser. Svetsning av kolstål är lite knepigare och kräver noggrann förvärmning och eftersvetskylning av metallen.
Termen kolstål är en ganska generisk beskrivning av en stor familj av stållegeringsprodukter. Dessa material kan innehålla ett antal olika legeringselement beroende på deras avsedda användning, men alla innehåller kol i olika grad. En av de vanligaste metoderna för konstruktion och tillverkning av strukturer och delar med dessa material är kolstålsvetsning. Svetsning innebär att sammanföra två metallbitar för att bilda en nära förening med lite eller inget gap mellan dem. En permanent fog mellan de två bildas sedan genom att smälta samman bitarna i en smal, fokuserad linje längs föreningen med lokaliserade höga temperaturer.
Kolinnehållet i alla kolstålprodukter dikterar inte bara dess arbetsegenskaper, utan påverkar också svetsningen av materialen. Av denna anledning skiljer sig kolstålsvetsning av hög- och lågkolhaltiga varianter från varandra i en utsträckning som bestäms av metallens totala kolhalt. Stål med låg kolhalt, eller mjukt stål som det är allmänt känt, är det enklare sortimentet att svetsa och representerar majoriteten av kolstålsvetsning inom tillverkning och konstruktion. Mjukt stål kan svetsas med konventionell bågsvetsning, oxiacetylensvetsning eller en av de gasskyddade bågsvetsningsprocesserna.
Bågsvetsning eller sticksvetsning är en av de två vanligaste metoderna för svetsning av lågkolhaltiga stål. Bågsvetsmaskiner producerar en hög elektrisk ström som passerar genom ett par kablar anslutna till spänningsförande och jordanslutningar på maskinen. Den strömförande kabeln har en fjäderbelastad klämma på sin ände i vilken en flussmedelstäckt elektrod kläms fast. Jordkabeln fästs på metallarbetsstycken med en annan klämma. När elektroden förs nära metallen, bågar strömmen på metallen och producerar ett starkt fokuserat, lokaliserat område med intensiv värme.
Denna värme smälter metallarbetsstyckena vid svetspunkten tillsammans med elektroden och flussmedlet, den smälta flussmedelspoolen förhindrar oxidationsförorening av svetsen. Den andra vanliga lågkolhaltiga stålsvetsmetoden är gasmetallbågsvetsning, eller MIG. Denna process fungerar på ett liknande sätt som bågsvetsning, endast elektroden är en kontinuerlig tråd som matas fram till svetspunkten av svetsmaskinen. En konstant ström av argongas eller en argon/heliumblandning riktas mot svetspunkten, vilket skyddar svetsbadet från förorening. Gasvolframbågsvetsning, eller TIG, och oxy-acetylen-svetsning är mindre vanliga svetsmetoder med lågt kolstål.
Stål med hög kolhalt är användbart på grund av sin hårdhet, en egenskap som gör det svårare att svetsa än mjukt stål på grund av att uppvärmning av metallen tenderar att mjuka upp den. Även om samma kolstålsvetsningsmetoder används för att svetsa högkolhaltigt stål, skiljer sig förberedelse- och eftersvetsbehandlingarna. För att förhindra att stålet mjuknar under svetsning, förvärms och kyls delarna vanligtvis på ett kontrollerat sätt efter svetsning. Omfattningen av denna förvärmnings- och kylprocess dikteras av stålets totala kolhalt.