Ugljični čelik je velika obitelj čeličnih legura koje imaju zajednički element za legiranje ugljika zajedno s raznim drugim elementima ovisno o namjeravanoj krajnjoj upotrebi čelika. Postoji nekoliko metoda izrade koje se koriste za spajanje ovih materijala, a zavarivanje je jedan od popularnijih primjera. Čelik s niskim udjelom ugljika prilično je jednostavan i jednostavan za zavarivanje korištenjem niza različitih metoda uključujući procese s lukom i zaštićenim plinom. Zavarivanje čelika s visokim udjelom ugljika malo je složenije i zahtijeva pažljivo prethodno zagrijavanje i hlađenje metala nakon zavarivanja.
Izraz ugljični čelik prilično je generički opis velike obitelji proizvoda od čeličnih legura. Ovi materijali mogu sadržavati niz različitih legirajućih elemenata ovisno o njihovoj namjeni, ali svi sadrže ugljik u različitim stupnjevima. Jedna od češćih metoda izgradnje i izrade konstrukcija i dijelova korištenjem ovih materijala je zavarivanje ugljičnog čelika. Zavarivanje uključuje spajanje dva komada metala kako bi se stvorio tijesan spoj s malim ili bez razmaka između njih. Stalni spoj između njih tada se formira taljenjem dijelova zajedno u uskoj, fokusiranoj liniji duž spoja uz lokalizirane visoke temperature.
Sadržaj ugljika u bilo kojem proizvodu od ugljičnog čelika ne samo da diktira njegove radne karakteristike, već utječe i na zavarivanje materijala. Zbog toga se zavarivanje ugljičnog čelika s visokim i niskim udjelom ugljika međusobno razlikuju u mjeri koja je određena ukupnim sadržajem ugljika u metalu. Čelik s niskim udjelom ugljika, ili blagi čelik kako je uobičajeno poznat, lakši je raspon za zavarivanje i predstavlja većinu zavarivanja ugljičnog čelika u proizvodnji i građevinarstvu. Blagi čelik se može zavariti uobičajenim elektrolučnim zavarivanjem, oksi-acetilenskim zavarivanjem ili jednim od postupaka elektrolučnog zavarivanja zaštićenog plinom.
Lučno ili štapno zavarivanje jedna je od dvije najčešće metode zavarivanja niskougljičnih čelika. Strojevi za lučno zavarivanje proizvode visoku električnu struju koja prolazi kroz par kabela spojenih na terminale pod naponom i uzemljenje na stroju. Kabel pod naponom na svom kraju ima stezaljku s oprugom u koju je stegnuta elektroda prekrivena fluksom. Kabel za uzemljenje je fiksiran na metalne radne komade drugom stezaljkom. Kada se elektroda približi metalu, struja se izbija na metal, stvarajući snažno fokusirano, lokalizirano područje intenzivne topline.
Ova toplina topi metalne radne komade na mjestu zavara zajedno s elektrodom i fluksom, a otopljeni bazen sprječava oksidacijsko onečišćenje zavara. Druga uobičajena metoda zavarivanja čelika s niskim udjelom ugljika je plinsko zavarivanje metala ili MIG. Ovaj proces radi na sličan način kao i elektrolučno zavarivanje, samo što je elektroda kontinuirani žičani nit koji se dovodi do mjesta zavarivanja pomoću stroja za zavarivanje. Stalni mlaz plina argona ili mješavine argona i helija usmjerava se na točku zavarivanja, što štiti zavarenu vatru od onečišćenja. Plinsko zavarivanje volframovim lukom, ili TIG, i zavarivanje oksi-acetilenom rjeđe su korištene metode zavarivanja čelika s niskim udjelom ugljika.
Čelik s visokim udjelom ugljika koristan je zbog svoje tvrdoće, karakteristike koja ga čini težim za zavarivanje od blagog čelika zbog činjenice da zagrijavanje metala ima tendenciju omekšavanja. Iako se za zavarivanje čelika s visokim udjelom ugljika koriste iste metode zavarivanja ugljičnog čelika, pripreme i tretmani nakon zavarivanja se razlikuju. Kako bi se spriječilo omekšavanje čelika tijekom zavarivanja, dijelovi se obično prethodno zagrijavaju i hlade na kontrolirani način nakon zavarivanja. Opseg ovog procesa predgrijavanja i hlađenja diktira ukupni sadržaj ugljika u čeliku.