按钢的化学成分可分为碳钢和合金钢两大类。
碳钢分为：
低碳钢，含碳量小于0.25%。
中碳钢，含碳量为0.25%-0.6%。
高碳钢，含碳量在0.6%以上。
低碳钢是碳含量小于0.25%的碳钢，包括大部分普通碳素结构钢和一些优质碳素结构钢，其中大部分用于不需要热处理的工程结构件。也有一些会进行渗碳或热处理。
中碳钢具有良好的热加工和切削性能，但焊接性能较差。其强度和硬度高于低碳钢，而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理直接使用冷轧等工艺进行冷加工，也可以经过热处理后进行机加工或锻造。硬化后的中碳钢具有优良的综合力学性能。可达到的最大硬度约为HRC55（HB538），σb为600-1100MPa。因此，中碳钢广泛地用于各种中等强度水平的应用。它不仅被广泛用作建筑材料，而且还用于制造各种机器零件。
高碳钢常称为工具钢，含碳量为0.60%～1.70%，可进行调质处理，焊接性能较差。锤子、撬棍等都是用碳含量为0.75%的钢制成的。钻头、丝锥和铰刀等切削工具由碳含量为 0.90%至1.00%的钢制成。
钢的焊接性能主要取决于其化学成分。影响最大的元素是碳，钢的碳含量越高，越难焊接。钢的其他合金元素大多也不利于焊接，但其影响程度一般远小于碳。
一般来说，低碳钢具有良好的可焊性，不需要特殊的加工方法。只有在需要低温、厚板或高要求以及需要适当预热时才需要使用碱性焊条进行焊接。当低碳钢的碳硫含量超过上限时，除合理选择坡口形状外，采用优质低氢焊条、预热和后加热等手段，防止热裂纹降低熔体比。
中碳钢在焊接时容易产生冷裂纹。含碳量越高，热影响区硬化倾向越大，冷裂纹倾向越大，焊接性越差。随着钢材碳含量的增加，焊缝金属的碳含量也会增加。再加上硫磺的负面影响，焊缝容易出现热裂纹。因此，在焊接中碳钢时，必须使用抗裂性能优良的碱性焊条，并采取预热和后加热措施，抑制裂纹的发生。
焊接高碳钢时，由于这种钢的含碳量高，焊接时产生较大的焊接应力。焊缝热影响区的硬化和冷裂纹倾向大，焊缝区也容易产生热裂纹。高碳钢在焊接时比中碳钢更容易产生热裂纹，因此焊接性最差，不用于一般焊接结构，仅用于铸件补焊和表面处理。焊后必须对焊缝进行回火处理，以消除应力，固定结构，防止裂纹，提高焊缝的性能。
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