เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางคือเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีปริมาณคาร์บอน 0.25-0.6% ความแข็งแรงและความแข็งสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ และความเหนียวและความเหนียวต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ประกอบด้วยเหล็กกล้าโครงสร้างคาร์บอนคุณภาพสูงส่วนใหญ่และเหล็กกล้าโครงสร้างคาร์บอนธรรมดาบางส่วน วัสดุรีดร้อนและวัสดุดึงเย็นสามารถใช้โดยตรงได้โดยไม่ต้องผ่านการอบด้วยความร้อน หรืออาจใช้หลังจากการอบด้วยความร้อน เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางหลังจากการชุบแข็งและอบให้แข็งมีคุณสมบัติโดยรวมที่ดี เป็นเหล็กกล้าที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการใช้งานต่างๆ ในระดับความแข็งแรงปานกลาง และใช้ในปริมาณมากเพื่อผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรต่างๆ นอกเหนือจากวัสดุก่อสร้าง เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางมีปริมาณคาร์บอนสูงและมีความแข็งแรงสูง แต่ความสามารถในการเชื่อมไม่ดี เฟสของเหลว-ของแข็งของโลหะเชื่อมมีขนาดใหญ่ การแยกตัวรุนแรง และแนวโน้มของการแตกร้าวจากความร้อนมีมาก เนื่องจากเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางถูกเชื่อม จึงเกิดโครงสร้างจุลภาคมาร์เทนไซต์ที่แข็งตัวในโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน โดยปริมาณคาร์บอนจะเพิ่มขึ้นและแนวโน้มที่จะแข็งตัวก็จะเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวัสดุมีความหนาและมีความแข็งมาก รอยแตกร้าวจากความเย็นมักจะเกิดขึ้นในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน เมื่อปริมาณคาร์บอนในโลหะเชื่อมสูง ก็มีโอกาสเกิดรอยแตกร้าวจากความเย็นได้เช่นกัน
เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางโดยทั่วไปจะเชื่อมได้ยากและมักใช้เป็นส่วนประกอบของเครื่องจักร การเชื่อมมักจะซ่อมแซมได้ ดังนั้นวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางคือการเชื่อมด้วยอาร์กอิเล็กโทรด ตามด้วยวิธีการเชื่อมอื่นๆ เช่น การเชื่อมสองทาง สำหรับการเลือกวัสดุสิ้นเปลืองในการเชื่อม มักใช้แท่งเชื่อมไฮโดรเจนต่ำที่มีความจุ S สูง ปริมาณไฮโดรเจนที่แพร่กระจายต่ำ และความเป็นพลาสติกและความเหนียวที่ดี เมื่อต้องการความแข็งแรงของโลหะเชื่อมและโลหะพื้นฐาน ให้เลือกแท่งเชื่อมไฮโดรเจนต่ำที่มีระดับที่สอดคล้องกัน เมื่อไม่ต้องการความแข็งแรงเท่ากัน ให้เลือกอิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำที่มีระดับความแข็งแรงต่ำกว่าโลหะพื้นฐาน หากเชื่อมบนชิ้นส่วนที่ผ่านการอบด้วยความร้อน ควรเลือกอิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำ และควรใช้มาตรการที่เกี่ยวข้องเพื่อป้องกันการแตกร้าวและการอ่อนตัวของบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน เมื่อใช้การเชื่อมแบบป้องกันก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ลวดเหล็กหมายเลข 30 และหมายเลข 35 โดยทั่วไปจะเลือกจาก H08Mn2SiA, H04Mn2SiTiA และ H04MnSiAlA
เมื่อเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง แท่งเชื่อมจะต้องแห้งและเก็บไว้ล่วงหน้าตามระเบียบข้อบังคับ ควรทำความสะอาดข้อบกพร่องที่จะเชื่อมก่อนการซ่อมแซมการเชื่อม และควรใช้ร่องรูปตัววีหรือรูปตัวยูตามสถานการณ์จริง ในการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง จำเป็นต้องอุ่นล่วงหน้าและควบคุมอุณหภูมิระหว่างลูกปัดเชื่อมเพื่อลดอัตราการเย็นตัวของโลหะเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน และปรับปรุงความเป็นพลาสติกของถนนเพื่อลดความเค้นตกค้าง อุณหภูมิอุ่นล่วงหน้าขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอนเทียบเท่า ความหนาของโลหะพื้นฐาน ความแข็งของโครงสร้าง และประเภทของอิเล็กโทรด เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางควรได้รับการบำบัดเพื่อบรรเทาความเค้นทันทีหลังจากการเชื่อม หากไม่สามารถทำการอบชุบด้วยความร้อนได้ทันที ควรดำเนินการอย่างน้อยก่อนที่จะทำให้เย็นลงถึงอุณหภูมิอุ่นล่วงหน้าหรืออุณหภูมิระหว่างทาง ข้อมูลจำเพาะการทำงานเฉพาะแสดงอยู่ในรูปที่ 1
เมื่อเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง ให้พยายามใช้การเชื่อมแบบบีดแคบและอาร์คสั้น หากเป็นการเชื่อมแบบหลายชั้น ควรใช้ลวดเชื่อมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและกระแสไฟฟ้าต่ำในการเชื่อมหลายชั้นเพื่อลดการทะลุของไม้ แต่จะต้องทะลุผ่าน ชั้นกลางสามารถเชื่อมได้ด้วยพลังงานเส้นที่สูงขึ้น เชื่อมแผ่นปิดชั้นสุดท้ายหรือหลายแผ่นให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้บนโลหะเชื่อมของชั้นก่อนหน้า ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นการอบชุบที่บีดเชื่อมด้านหน้าและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน เพื่อลดความแข็งและความเปราะบาง และป้องกันการเชื่อม รอยแตกร้าวเกิดขึ้นก่อนการอบชุบด้วยความร้อนภายหลัง
เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง 45 เป็นเกรดเหล็กทั่วไปที่มีอุณหภูมิอุ่นล่วงหน้าที่ 150-250 องศาเซลเซียส หากปริมาณคาร์บอนสูงเกินไปหรือความหนาและความแข็งมีขนาดใหญ่ รอยแตกร้าวมีแนวโน้มที่จะมีขนาดใหญ่ และสามารถอุ่นล่วงหน้าได้ถึง 250-400 องศาเซลเซียส หากการเชื่อมมีขนาดใหญ่เกินไปและการอุ่นล่วงหน้าโดยรวมทำได้ยาก อุณหภูมิอุ่นล่วงหน้าเฉพาะที่สามารถทำได้ และช่วงการให้ความร้อนของการอุ่นล่วงหน้าเฉพาะที่คือ 150 ถึง 200 มม. ทั้งสองด้านของรอยเชื่อม แท่งเชื่อมควรทำจากอิเล็กโทรดเบสิก โดยรอยร้าวจะเปิดเป็นร่องรูปตัว U ให้ได้มากที่สุด หากเป็นข้อบกพร่องในการหล่อ รูปร่างของรอยร้าวหลังจากการขุดควรเรียบ และจุดประสงค์คือเพื่อลดสัดส่วนของโลหะฐานที่หลอมละลายในโลหะเชื่อม ลดปริมาณคาร์บอนในรอยเชื่อมเพื่อป้องกันรอยแตกร้าว เมื่อเชื่อมชั้นแรกของโลหะเชื่อม ควรใช้กระแสไฟฟ้าเล็กน้อย และควรใช้การเชื่อมแบบช้าเพื่อลดการเจาะทะลุ ควรดำเนินการบำบัดเพื่อบรรเทาความเครียดทันทีหลังจากการเชื่อม และอุณหภูมิในการอบชุบเพื่อบรรเทาความเครียดอยู่ที่ 600 ถึง 650 องศา
