Thép cacbon trung bình là thép cacbon có hàm lượng cacbon là 0.25-0.6%. Độ bền và độ cứng của nó cao hơn thép cacbon thấp, độ dẻo và độ dai của nó thấp hơn thép cacbon thấp. Nó bao gồm hầu hết các loại thép kết cấu cacbon chất lượng cao và một số loại thép kết cấu cacbon thông thường. Vật liệu cán nóng và vật liệu kéo nguội có thể được sử dụng trực tiếp mà không cần xử lý nhiệt hoặc có thể được sử dụng sau khi xử lý nhiệt. Thép cacbon trung bình sau khi tôi và ram có các tính chất toàn diện tốt. Nó được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng khác nhau ở mức độ cường độ trung bình và được sử dụng với số lượng lớn để sản xuất các bộ phận cơ khí khác nhau ngoài vật liệu xây dựng. So với thép cacbon thấp, thép cacbon trung bình có hàm lượng cacbon cao và độ bền cao, nhưng khả năng hàn của nó kém. Pha lỏng-rắn của kim loại hàn lớn, sự phân tách nghiêm trọng và xu hướng nứt nóng lớn; vì thép cacbon trung bình được hàn, cấu trúc vi mô-martensit đã cứng được tạo ra trong vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt, với hàm lượng cacbon tăng lên và xu hướng cứng lại tăng lên. Đặc biệt khi vật liệu dày và độ cứng lớn, vùng chịu ảnh hưởng nhiệt rất dễ xảy ra nứt nguội; khi hàm lượng cacbon trong kim loại mối hàn cao, cũng có khả năng xảy ra nứt nguội.
Thép các bon trung bình thường kém về khả năng hàn và thường được sử dụng làm thành phần của máy. Hàn thường có thể sửa chữa được, vì vậy phương pháp phù hợp nhất để hàn thép các bon trung bình là hàn hồ quang điện cực. Tiếp theo là các phương pháp hàn khác như hàn hai lớp. Đối với việc lựa chọn vật tư hàn, thường sử dụng que hàn ít hydro có điện dung S mạnh, hàm lượng hydro khuếch tán thấp và độ dẻo và độ dai tốt. Khi yêu cầu độ bền của kim loại hàn và kim loại cơ bản, hãy chọn mức que hàn ít hydro tương ứng. Khi không yêu cầu độ bền bằng nhau, hãy chọn điện cực ít hydro có mức độ bền thấp hơn kim loại cơ bản. Nếu hàn trên bộ phận đã qua xử lý nhiệt, hãy chọn điện cực ít hydro và thực hiện các biện pháp tương ứng để ngăn ngừa nứt và làm mềm vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt. Khi sử dụng hàn có bảo vệ bằng khí carbon dioxide, thường chọn dây thép số 30 và số 35 từ H08Mn2SiA, H04Mn2SiTiA và H04MnSiAlA.
Khi hàn thép các bon trung bình, que hàn phải được sấy khô và giữ trước theo quy định; các khuyết tật cần hàn trước khi hàn sửa chữa phải được làm sạch và rãnh hình chữ V hoặc chữ U phải được sử dụng theo tình hình thực tế. Trong quá trình hàn thép các bon trung bình, cần phải nung nóng trước và kiểm soát nhiệt độ giữa các mối hàn để giảm tốc độ làm mát của kim loại hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt, đồng thời cải thiện tính dẻo của đường để giảm ứng suất dư. Nhiệt độ nung nóng trước phụ thuộc vào lượng các bon tương đương, độ dày của kim loại cơ bản, độ cứng kết cấu và loại điện cực. Thép các bon trung bình phải được xử lý giảm ứng suất ngay sau khi hàn. Nếu không thể xử lý nhiệt ngay lập tức, thì phải tiến hành ít nhất trước khi làm mát đến nhiệt độ nung nóng trước hoặc nhiệt độ giữa các lớp. Các thông số kỹ thuật vận hành cụ thể được thể hiện trong Hình 1.
Khi hàn thép các bon trung bình, hãy cố gắng sử dụng mối hàn hẹp, hàn hồ quang ngắn; nếu là hàn nhiều lớp, nhiều lớp hàn nên sử dụng que hàn đường kính nhỏ, hàn dòng điện nhỏ để giảm độ xuyên thấu của gỗ, nhưng phải xuyên thấu. Lớp giữa có thể hàn bằng năng lượng đường cao hơn. Một hoặc nhiều lớp phủ cuối cùng được hàn càng nhiều càng tốt trên kim loại hàn của lớp trước, hoạt động như một tác động tôi luyện trên mối hàn phía trước và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt để giảm độ cứng và độ giòn và ngăn ngừa hàn. Các vết nứt xảy ra trước khi xử lý nhiệt sau.
Thép cacbon trung bình 45 là loại thép thông thường có nhiệt độ nung nóng trước là 150-250 độ C; nếu hàm lượng cacbon quá cao hoặc độ dày và độ cứng lớn, vết nứt có xu hướng lớn và có thể tăng nhiệt độ nung nóng trước lên 250-400 độ C. Nếu mối hàn quá lớn và quá trình nung nóng trước tổng thể khó khăn, có thể thực hiện nhiệt độ nung nóng trước cục bộ và phạm vi nung nóng của quá trình nung nóng trước cục bộ là 150 đến 200 mm ở cả hai bên của mối hàn. Que hàn tốt nhất nên được làm bằng điện cực cơ bản; vết nứt được mở thành rãnh hình chữ U càng nhiều càng tốt. Nếu là khuyết tật đúc, hình dạng của vết nứt sau khi đào phải nhẵn và mục đích là giảm tỷ lệ kim loại cơ bản nóng chảy vào kim loại hàn. Giảm hàm lượng cacbon trong mối hàn để ngăn ngừa vết nứt. Khi hàn lớp kim loại hàn đầu tiên, nên sử dụng dòng điện nhỏ và nên sử dụng hàn chậm để giảm độ xuyên thấu. Xử lý giảm ứng suất phải được thực hiện ngay sau khi hàn, nhiệt độ của quá trình tôi luyện giảm ứng suất là 600 đến 650 độ.
