เหล็กประเภทนี้ใช้สำหรับโครงสร้างเชื่อมที่มีความแข็งแรงสูง มีปริมาณคาร์บอนค่อนข้างต่ำ โดยทั่วไปต่ำกว่า 0.18% โดยมวล และส่วนประกอบอัลลอยด์ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อตอบสนองข้อกำหนดในการเชื่อม ดังนั้น กระบวนการเชื่อมเหล็กกล้าชุบแข็งและอบคืนคาร์บอนต่ำจึงเหมือนกับเหล็กกล้าอบคืนสภาพโดยทั่วไป ปัญหาต่อไปนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อม:

① รอยร้าวจากความร้อนในรอยเชื่อมและรอยร้าวจากการหลอมละลายในเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน เหล็กกล้าชุบแข็งและอบคืนคาร์บอนต่ำโดยทั่วไปมีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่าและมีปริมาณแมงกานีสสูงกว่า โดยมีการควบคุมกำมะถัน (S) และฟอสฟอรัส (P) อย่างเข้มงวด ส่งผลให้มีแนวโน้มเกิดรอยร้าวจากความร้อนต่ำ ในทางตรงกันข้าม เหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำที่มีความแข็งแรงสูง นิกเกิลสูง คาร์บอนต่ำ และแมงกานีสต่ำ จะมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นทั้งรอยร้าวจากความร้อนและรอยร้าวจากการหลอมละลาย

② รอยร้าวเย็น เนื่องจากเหล็กประเภทนี้มีธาตุอัลลอยด์ที่เพิ่มความสามารถในการแข็งตัวสูง จึงมีแนวโน้มเกิดรอยร้าวเย็นอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอุณหภูมิ Ms สูง หากรอยต่อเย็นตัวช้าพอที่อุณหภูมินี้ ทำให้มาร์เทนไซต์ที่เกิดขึ้นเกิดกระบวนการ "อบคืนสภาพด้วยตนเอง" แนวโน้มรอยร้าวเย็นจะลดลงในระดับหนึ่ง ดังนั้น แนวโน้มรอยร้าวเย็นที่แท้จริงจึงไม่จำเป็นต้องรุนแรง

③ รอยร้าวจากการอบคืนสภาพ เหล็กกล้าชุบแข็งและอบคืนคาร์บอนต่ำมีธาตุต่างๆ เช่น V, Mo, Nb และ Cr ที่ส่งเสริมการก่อตัวของคาร์ไบด์ ดังนั้นจึงมีแนวโน้มเกิดรอยร้าวจากการอบคืนสภาพในระดับหนึ่ง

④ การอ่อนตัวของเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน การอ่อนตัวเกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมที่อุณหภูมิตั้งแต่ อุณหภูมิอบคืนสภาพเดิมของวัสดุฐาน จนถึง Ac1 ยิ่งอุณหภูมิอบคืนสภาพเดิมต่ำเท่าใด ขอบเขตของโซนอ่อนตัวก็จะยิ่งกว้างขึ้น และระดับการอ่อนตัวก็จะยิ่งรุนแรงขึ้น

⑤ ความเปราะในเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน การก่อตัวของมาร์เทนไซต์คาร์บอนต่ำและเฟสเบไนต์คาร์บอนต่ำที่มีสัดส่วนปริมาตร 10%-30% ในโซนที่ได้รับความร้อนสูง ให้ความเหนียวสูง อย่างไรก็ตาม การเย็นตัวที่เร็วเกินไปจะทำให้เกิดมาร์เทนไซต์คาร์บอนต่ำ 100% ส่งผลให้ความเหนียวลดลง ในทางตรงกันข้าม การเย็นตัวช้าจะทำให้เกรนหยาบขึ้นและการพัฒนาโครงสร้างจุลภาคผสมที่ประกอบด้วยมาร์เทนไซต์คาร์บอนต่ำ เบไนต์ และองค์ประกอบเฟส M-A ในโซนที่ได้รับความร้อนสูง ทำให้ความเปราะแย่ลง

เมื่อเชื่อมเหล็กกล้าชุบแข็งและอบคืนสภาพที่มี σs ≥ 980 MPa ต้องใช้วิธีการเชื่อม เช่น การเชื่อมด้วยลวดทังสเตนอาร์ค หรือการเชื่อมด้วยลำอิเล็กตรอน สำหรับเหล็กกล้าชุบแข็งและอบคืนคาร์บอนต่ำที่มี σs <980 MPa สามารถใช้วิธีการต่างๆ ได้แก่ การเชื่อมด้วยลวดเชื่อมแบบอาร์ค การเชื่อมแบบจมฟลักซ์อัตโนมัติ การเชื่อมแบบจมฟลักซ์ด้วยการเชื่อมแบบอาร์คหุ้มแก๊ส (SAW) และการเชื่อมด้วยลวดทังสเตนอาร์ค อย่างไรก็ตาม สำหรับเหล็กกล้าที่มี σs ≥ 686 MPa การเชื่อมแบบ SAW เป็นกระบวนการเชื่อมอัตโนมัติที่เหมาะสมที่สุด นอกจากนี้ หากจำเป็นต้องใช้วิธีการเชื่อมที่มีการป้อนพลังงานสูงและอัตราการเย็นตัวต่ำ เช่น การเชื่อมแบบจมฟลักซ์หลายเส้น หรือการเชื่อมแบบอิเล็กโทรสแล็ก การอบคืนสภาพหลังการเชื่อมเป็นสิ่งจำเป็น

เมื่อการป้อนพลังงานถึงค่าสูงสุดที่อนุญาตและยังคงหลีกเลี่ยงการเกิดรอยร้าวไม่ได้ ต้องใช้มาตรการการให้ความร้อนก่อนเชื่อม สำหรับเหล็กกล้าชุบแข็งและอบคืนคาร์บอนต่ำ วัตถุประสงค์หลักของการให้ความร้อนก่อนเชื่อมคือเพื่อป้องกันรอยร้าวเย็น อย่างไรก็ตาม การให้ความร้อนก่อนเชื่อมอาจส่งผลเสียต่อความเหนียว ดังนั้น โดยทั่วไปจึงใช้อุณหภูมิให้ความร้อนก่อนเชื่อมที่ต่ำกว่า (≤200°C) ในระหว่างการเชื่อมเหล็กดังกล่าว การให้ความร้อนก่อนเชื่อมมีจุดประสงค์เพื่อลดอัตราการเย็นตัวระหว่างการเปลี่ยนแปลงเฟสมาร์เทนไซต์ และเพิ่มความต้านทานรอยร้าวผ่านผลการอบคืนสภาพด้วยตนเองของมาร์เทนไซต์ อุณหภูมิให้ความร้อนก่อนเชื่อมที่สูงเกินไปไม่เพียงแต่ไม่สามารถป้องกันรอยร้าวเย็นได้ แต่ยังลดอัตราการเย็นตัวระหว่าง 800–500°C ให้ต่ำกว่าอัตราการเย็นตัววิกฤตที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของโครงสร้างจุลภาคที่เปราะ ส่งผลให้เกิดความเปราะอย่างมีนัยสำคัญในเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน ดังนั้น จึงควรหลีกเลี่ยงการเพิ่มอุณหภูมิให้ความร้อนก่อนเชื่อมโดยพลการ รวมถึงอุณหนภูมิระหว่างชั้น

เหล็กกล้าปรับสภาพคาร์บอนต่ำโดยทั่วไปไม่ต้องการการอบร้อนเพิ่มเติมหลังการเชื่อม ดังนั้น เมื่อเลือกวัสดุเชื่อม โลหะเชื่อมที่ได้จะต้องมีคุณสมบัติเชิงกลใกล้เคียงกับวัสดุฐานในสภาพที่เชื่อม ในกรณีพิเศษ เช่น โครงสร้างที่มีความแข็งสูงซึ่งรอยร้าวเย็นหลีกเลี่ยงได้ยาก เป็นสิ่งจำเป็นต้องใช้โลหะเติมที่มีความแข็งแรงต่ำกว่าวัสดุฐานเล็กน้อย