ประสิทธิภาพการเชื่อมของเหล็กขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีเป็นหลัก ธาตุคาร์บอนมีผลกระทบมากที่สุด ซึ่งหมายความว่าปริมาณคาร์บอนในโลหะจะเป็นตัวกำหนดความสามารถในการเชื่อมได้ องค์ประกอบโลหะผสมอื่นๆ ในเหล็กส่วนใหญ่ไม่เอื้อต่อการเชื่อม แต่โดยทั่วไปผลกระทบจะน้อยกว่าคาร์บอนมาก

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำโดยทั่วไปมีความสามารถในการเชื่อมที่ดีและไม่ต้องการมาตรการกระบวนการพิเศษ จำเป็นต้องใช้ลวดเชื่อมอัลคาไลน์ในการเชื่อมที่อุณหภูมิต่ำ แผ่นหนา หรือเมื่อมีความต้องการสูงเท่านั้น และต้องอุ่นอย่างเหมาะสม เมื่อปริมาณคาร์บอนและซัลเฟอร์ในเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำอยู่เหนือขีดจำกัดบน นอกเหนือจากการต้องใช้ลวดเชื่อมไฮโดรเจนต่ำคุณภาพสูง มาตรการอุ่นก่อนและหลังการให้ความร้อน ก็จำเป็นต้องเลือกรูปแบบร่องและลดขนาดอย่างสมเหตุสมผลด้วย อัตราส่วนฟิวชั่นเพื่อป้องกันการเกิดรอยแตกร้อน

เมื่อเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวเนื่องจากความเย็น ยิ่งปริมาณคาร์บอนสูง แนวโน้มที่จะดับตัวลงในบริเวณที่ได้รับความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้น แนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวด้วยความเย็นก็จะมากขึ้น และความสามารถในการเชื่อมก็จะยิ่งแย่ลงเท่านั้น เมื่อปริมาณคาร์บอนของวัสดุฐานเพิ่มขึ้น ปริมาณคาร์บอนของโลหะเชื่อมก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย นอกจากนี้ ผลกระทบจากซัลเฟอร์ยังทำให้เกิดรอยแตกร้อนในรอยเชื่อมได้ง่ายอีกด้วย ดังนั้นควรใช้ลวดเชื่อมอัลคาไลน์ที่มีความต้านทานการแตกร้าวที่ดีในการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง และควรใช้มาตรการต่างๆ เช่น การอุ่นเครื่องและหลังการให้ความร้อน เพื่อลดแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าว

เมื่อเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนสูง เนื่องจากเหล็กชนิดนี้มีปริมาณคาร์บอนสูง จึงทำให้เกิดความเครียดในการเชื่อมที่สำคัญระหว่างการเชื่อม แนวโน้มการแข็งตัวและการแตกร้าวด้วยความเย็นของบริเวณที่ได้รับความร้อนจากการเชื่อมมีมากกว่า และรอยเชื่อมยังมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวจากความร้อนอีกด้วย เหล็กกล้าคาร์บอนสูงมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวจากความร้อนระหว่างการเชื่อมมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง ดังนั้นเหล็กประเภทนี้จึงมีความสามารถในการเชื่อมที่แย่ที่สุด ดังนั้นจึงไม่ได้ใช้ในโครงสร้างการเชื่อมทั่วไปและใช้สำหรับการเชื่อมซ่อมแซมการหล่อหรือการเชื่อมแบบโอเวอร์เลย์เท่านั้น หลังจากการเชื่อม ชิ้นส่วนที่เชื่อมควรได้รับการบำบัดเพื่อขจัดความเครียด แก้ไขโครงสร้าง ป้องกันรอยแตกร้าว และปรับปรุงประสิทธิภาพของรอยเชื่อม