Hiệu suất hàn của thép chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hóa học của nó. Nguyên tố cacbon có tác động lớn nhất, nghĩa là lượng cacbon trong kim loại quyết định khả năng hàn của nó. Hầu hết các nguyên tố hợp kim khác trong thép cũng không có lợi cho việc hàn, nhưng tác động của chúng nhìn chung nhỏ hơn nhiều so với carbon.

Thép carbon thấp thường có khả năng hàn tốt và không yêu cầu các biện pháp xử lý đặc biệt. Chỉ cần sử dụng que hàn kiềm để hàn ở nhiệt độ thấp, tấm dày hoặc khi có yêu cầu cao thì phải gia nhiệt trước một cách thích hợp. Khi hàm lượng cacbon và lưu huỳnh trong thép cacbon thấp vượt quá giới hạn trên, ngoài việc yêu cầu sử dụng que hàn có hàm lượng hydro thấp chất lượng cao, các biện pháp nung nóng trước và sau nung nóng, còn cần lựa chọn hợp lý dạng rãnh và giảm thiểu. tỷ lệ nhiệt hạch để ngăn chặn sự xuất hiện của các vết nứt nóng.

Khi hàn thép cacbon trung bình có xu hướng nứt nguội. Hàm lượng cacbon càng cao thì xu hướng nguội trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt càng lớn, xu hướng nứt nguội càng lớn và khả năng hàn càng kém. Khi hàm lượng cacbon của vật liệu nền tăng lên thì hàm lượng cacbon của kim loại mối hàn cũng sẽ tăng tương ứng. Ngoài ra, tác dụng xấu của lưu huỳnh có thể dễ dàng hình thành các vết nứt nóng ở mối hàn. Vì vậy, nên sử dụng que hàn kiềm có khả năng chống nứt tốt để hàn thép cacbon trung bình, đồng thời thực hiện các biện pháp như gia nhiệt trước và gia nhiệt sau để giảm xu hướng nứt.

Khi hàn thép cacbon cao, do hàm lượng cacbon cao trong loại thép này nên tạo ra ứng suất hàn đáng kể trong quá trình hàn. Xu hướng cứng lại và nứt nguội của vùng chịu nhiệt hàn lớn hơn và đường hàn cũng dễ bị nứt nóng hơn. Thép carbon cao dễ bị nứt nóng trong quá trình hàn hơn thép carbon trung bình nên loại thép này có khả năng hàn kém nhất. Vì vậy, nó không được sử dụng trong các kết cấu hàn thông thường và chỉ được sử dụng để hàn đúc, hàn sửa chữa hoặc hàn phủ. Sau khi hàn, các bộ phận hàn phải được xử lý nhiệt để loại bỏ ứng suất, cố định kết cấu, ngăn ngừa vết nứt và cải thiện hiệu suất của đường hàn.