Stal niskowęglowa to stal węglowa o zawartości węgla mniejszej niż 0.25%. Jest również nazywana stalą miękką ze względu na jej niską wytrzymałość i twardość. Obejmuje większość zwykłej stali konstrukcyjnej węglowej i część wysokiej jakości stali węglowej, które są używane do inżynierii części konstrukcyjnych bez obróbki cieplnej, a niektóre są używane do odpornych na zużycie części mechanicznych po obróbce cieplnej, takiej jak nawęglanie i azotowanie. Struktura wyżarzana stali niskowęglowej jest ferrytyczna i niewielka ilość perlitu, która ma niską wytrzymałość i twardość oraz dobrą plastyczność i wytrzymałość. Dlatego jest dobrze formowana na zimno i może być poddawana obróbce na zimno, takiej jak zaciskanie, gięcie, dziurkowanie, rozciąganie itp.; jest łatwa do kucia, spawania itp. Ze względu na niską zawartość węgla w stali niskowęglowej zawartość pierwiastków stopowych Mn i Si nie jest wysoka. Ogólnie rzecz biorąc, ma dobrą spawalność i nie powoduje utwardzania z powodu szybkiego chłodzenia cyklu termicznego spawania, ale raczej kruchość tkanki. Dlatego spoina o grubości mniejszej niż 70 mm zazwyczaj nie wymaga podgrzewania wstępnego przed spawaniem i nie jest konieczne utrzymanie temperatury międzywarstwowej. Jednak w przypadku ważnych konstrukcji spawanych, takich jak kotły i zbiorniki ciśnieniowe, konieczne jest rozważenie podgrzewania wstępnego i utrzymania temperatury międzywarstwowej.
Stal niskowęglową można spawać niemal wszystkimi metodami spawania. Wiązanie może zagwarantować jakość spawania, takie jak: spawanie łukiem elektrodowym, spawanie łukiem krytym, spawanie łukiem argonowym, spawanie wtórne, spawanie drutem rdzeniowy w osłonie gazów, spawanie elektrożużlowe, spawanie łukiem plazmowym, spawanie laserowe, spawanie oporowe elektryczne, spawanie tarciowe, lutowanie twarde, spawanie gazowe itp. Spawanie stali niskowęglowej jest najszerzej stosowane do spawania łukiem elektrodowym. Zasada stosowania stali niskowęglowej do prętów spawalniczych to głównie zasada równej wytrzymałości. Generalnie można stosować pręty spawalnicze serii E43××, które można dobierać w zależności od konkretnego materiału bazowego, obciążenia i środowiska; W przypadku ważniejszych konstrukcji lub konstrukcji o złożonych warunkach obciążenia należy w miarę możliwości stosować pręty spawalnicze o niskiej zawartości wodoru. W celu doboru materiałów spawalniczych ze stali niskowęglowej należy zapoznać się z JB/T4709-2007. Powszechnie stosowane materiały spawalnicze ze stali niskowęglowej przedstawiono na rysunku 1.
Przygotowanie rowka ze stali niskowęglowej można przeprowadzić metodą obróbki na zimno lub metodą obróbki na gorąco. Rowek spawalniczy powinien być płaski, bez pęknięć, rozwarstwień, wtrąceń żużla itp., plam oleju i rdzy w zakresie 20~30 mm po obu stronach rowka. Czyste zanieczyszczenia, takie jak żużel i woda, są czyszczone. Elektroda jest suszona zgodnie ze specyfikacją. Jeśli zimą jest zimno, należy ją wstępnie podgrzać o 50~100 stopni podczas spawania grubych części i sztywnych konstrukcji. Spawanie pozycjonujące stali niskowęglowej jest takie samo, jak spawanie normalne. Spoina pozycjonująca nie może pęknąć, w przeciwnym razie należy ją ponownie zespawać; dwa końce spoiny pozycjonującej zespawane ze spoiną stałą powinny być wykonane w celu ułatwienia łuku. Zasadniczo łuk powinien być prowadzony w kanale łukowym lub rowku. Łuk nie powinien być łukowany w części niespawanej, a wgłębienie łukowe powinno być wypełnione po wygaśnięciu łuku. Każde spawanie jest wykonywane tak szybko, jak to możliwe, aby uniknąć przerwania spawania. W przypadku ważnych komponentów temperatura międzywarstwowa nie powinna przekraczać określonego zakresu podczas procesu spawania; gdy spaw jest podgrzewany wstępnie, temperatura międzywarstwowa powinna być kontrolowana nie niżej niż temperatura podgrzewania wstępnego.
Ocynkowane blachy stalowe są jednymi z trudniejszych do spawania w stali niskowęglowej. Głównym powodem jest to, że warstwa ocynkowana powoduje pęknięcia spawalnicze i wrażliwość szparek na spawanie, parowanie cynku i sadzy, żużel tlenkowy, galwanizacja. Warstwa cynku topi się i niszczy. Ocynkowane blachy stalowe niskowęglowe można spawać za pomocą ręcznego spawania łukowego, spawania łukowego w osłonie gazów obojętnych, spawania łukiem argonowym i spawania oporowego. W przypadku ręcznego spawania łukowego rowek należy odpowiednio otworzyć przed spawaniem, a warstwę ocynkowaną w pobliżu rowka należy usunąć. Metodą usuwania może być wypalanie płomieniowe lub piaskowanie. Elektroda jest wybierana tak, aby znajdowała się jak najbliżej metalu bazowego. Ogólnie preferowane są pręty spawalnicze J421/J422/J423; w przypadku ocynkowanych blach stalowych o klasie wytrzymałości 500 MPa lub wyższej można stosować pręty spawalnicze E5001/E5003; w przypadku blach stalowych ocynkowanych o wytrzymałości 600 MPa lub większej należy stosować pręty spawalnicze E6013/E5503/E5513. Podczas spawania należy stosować łuk krótki w miarę możliwości, nie należy wykonywać ruchów wahadłowych, aby zapobiec rozszerzaniu się obszaru topienia warstwy ocynkowanej, zapewnić odporność spawu na korozję i ograniczyć ilość dymu.
