Hiiliteräs on suuri terässeosten tuoteperhe, jossa on yhteinen hiileseostuselementti yhdessä muiden elementtien kanssa teräksen aiotusta käyttötarkoituksesta riippuen. Näiden materiaalien liittämiseen käytetään useita valmistusmenetelmiä, joista hitsaus on yksi suosituimmista esimerkeistä. Vähähiilinen teräs on melko helppo ja yksinkertainen hitsata useilla eri menetelmillä, mukaan lukien valokaari- ja suojakaasuprosessit. Hiiliteräksinen hitsaus on hieman hankalampaa ja vaatii metallin huolellisen esilämmityksen ja hitsauksen jälkeisen jäähdytyksen.
Termi hiiliteräs on melko yleinen kuvaus suuresta terässeostuoteperheestä. Näissä materiaaleissa voi olla useita eri seosaineita niiden käyttötarkoituksesta riippuen, mutta kaikki sisältävät hiiltä vaihtelevassa määrin. Yksi yleisimmistä menetelmistä rakenteiden ja osien rakentamiseksi ja valmistamiseksi näistä materiaaleista on hiiliteräksen hitsaus. Hitsaus sisältää kahden metallikappaleen yhdistämisen tiiviiksi liitokseksi, jonka väliin jää vain vähän tai ei ollenkaan rakoa. Näiden kahden välille muodostuu pysyvä liitos sulattamalla kappaleet yhteen kapealla, keskittyneellä viivalla liitosta pitkin paikallisten korkeiden lämpötilojen kanssa.
Hiiliterästuotteen hiilipitoisuus ei ainoastaan määrää sen käyttöominaisuuksia, vaan vaikuttaa myös materiaalien hitsaukseen. Tästä syystä korkea- ja vähähiilisten lajikkeiden hiiliteräshitsaus eroaa toisistaan metallin kokonaishiilipitoisuuden määräämässä määrin. Teräs, jossa on vähän hiilipitoisuutta, tai mieto teräs, kuten yleisesti tiedetään, on helpompi hitsata ja edustaa suurinta osaa hiiliteräksen hitsauksesta valmistuksessa ja rakentamisessa. Lievä teräs voidaan hitsata tavanomaisella valokaarihitsauksella, oksiasetyleenihitsauksella tai jollakin kaasusuojatulla valokaarihitsausprosessilla.
Kaari- tai tikkuhitsaus on yksi kahdesta tavallisimmasta vähähiilisten terästen hitsausmenetelmästä. Kaarihitsauskoneet tuottavat suuren sähkövirran, joka kulkee koneen jännitteisiin ja maadoittimiin kiinnitettyjen kaapeliparien läpi. Jännitteisen kaapelin päässä on jousikuormitteinen puristin, johon virtauspäällystetty elektrodi kiinnitetään. Maadoituskaapeli kiinnitetään metallikappaleisiin toisella puristimella. Kun elektrodi tuodaan lähelle metallia, virta kaareutuu metallille, jolloin syntyy voimakkaasti keskittynyt, paikallinen voimakkaan lämmön alue.
Tämä lämpö sulaa metalliset työkappaleet hitsauspisteessä yhdessä elektrodin ja virran kanssa, mikä sulatettu vuonpoisto estää hitsin saastumisen. Toinen yleinen vähähiilisen teräksen hitsausmenetelmä on kaasu-metallikaarihitsaus tai MIG. Tämä prosessi toimii samalla tavalla kuin valokaarihitsaus, vain elektrodi on jatkuva lankalanka, jonka hitsauslaite syöttää hitsauspisteeseen. Jatkuva argonkaasuvirta tai argon/helium -seos ohjataan hitsauspisteeseen, mikä suojaa hitsiallasta saastumiselta. Kaasu-volframikaarihitsaus tai TIG ja oksiasetyleenihitsaus ovat harvemmin käytettyjä vähähiilisen teräksen hitsausmenetelmiä.
Korkean hiilipitoisuuden omaava teräs on hyödyllinen kovuutensa vuoksi, mikä tekee hitsaamisesta vaikeampaa kuin mieto teräs, koska metallin kuumentaminen yleensä pehmentää sitä. Vaikka hiiliteräksen hitsauksessa käytetään samoja hiiliteräksen hitsausmenetelmiä, valmistelu- ja hitsauksen jälkeiset hoidot eroavat toisistaan. Teräksen pehmenemisen estämiseksi hitsauksen aikana osat esilämmitetään ja jäähdytetään tyypillisesti kontrolloidusti hitsauksen jälkeen. Tämän esilämmitys- ja jäähdytysprosessin laajuus määräytyy teräksen hiilipitoisuuden mukaan.