一、焊接殘余應力和焊接殘余變形產(chǎn)生原因
鋼結構焊接構件在施焊過(guò)程中，焊件局部區域加熱熔化，隨后又冷卻凝固，由于這不均勻的溫度場(chǎng)導致焊件不均勻膨脹和收縮，產(chǎn)生應力和變形，殘存于焊件內部，即稱(chēng)為焊接殘余應力和殘余變形。
焊接殘余應力和殘余變形產(chǎn)生的原因有兩方面：
Ⅰ）施焊時(shí)焊件上溫度分布不均勻；
Ⅱ）施焊時(shí)有一部分區域產(chǎn)生了塑性變形。
焊接應力是一種沒(méi)有荷載作用下的內應力（自?xún)攘Γ�，在焊件內部自相平衡。焊接應力除上述介紹的縱向焊接殘余應力（沿焊縫軸線(xiàn)方向）外，還有橫向應力（垂直焊縫長(cháng)度方向）和厚度方向。
焊接過(guò)程中構件會(huì )產(chǎn)生一些局部鼓起、彎曲、歪斜和扭曲等變形。焊接殘余變形包括縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形和扭曲變形等。通常為其中某幾種變形的組合。例如，開(kāi)單面V型坡口的以對接焊縫連接的平板可能既發(fā)生兩個(gè)方向的收縮變形，又同時(shí)發(fā)生角變形；收縮變形通�？恐圃煜铝蠒r(shí)預加收縮余量來(lái)解決；形狀變形則靠合理設計、合理制造和焊接工藝來(lái)減小。
二、焊接殘余應力和殘余變形的影響
㈠、焊接殘余應力對結構性能的影響
1、靜力強度：由于殘余應力是自平衡的自?xún)攘�，有殘余應力的構件的承載力與無(wú)殘余應力的完全一樣，所以焊接應力對在常溫下承受靜力荷載的承載力沒(méi)有影響；
2、剛度：由于在殘余拉應力區域提前進(jìn)入塑性狀態(tài)，繼續增加的外力僅由剩余的彈性區承擔，只增大變形，而應力保持不變，因此殘余應力將使結構變形增加，剛度減��；
3、壓桿的穩定承載力：殘余應力將使桿件的抗彎剛度減小，從而降低其穩定承載力；
4、疲勞強度：由于焊縫中存在三向應力，阻礙了塑性變形，使鋼材變脆，使裂紋易于發(fā)生和發(fā)展，因此焊接應力將使疲勞強度降低。
㈡、焊接殘余變形的影響
焊接殘余變形不僅影響結構的尺寸，使裝配困難，而且使構件產(chǎn)生初偏心和初彎曲等初始缺陷，受荷載時(shí)將產(chǎn)生相應的附加內力，對結構的使用和受力不利。例如軸心壓桿，因焊接發(fā)生了彎曲變形，變成了壓彎構件，顯然強度和穩定承載力都受影響。所以對殘余變形要加以限制，超出規定限值必須加以矯正。
三、防止和減少焊接應力和變形的措施
焊接殘余應力和變形，直接影響到焊接結構的制造和安裝質(zhì)量、受力性能、正常使用和安全可靠，設計和制造時(shí)應予以充分重視，并采取下列措施盡量減少其影響。
㈠、設計方面：為減少焊接應力和變形，要進(jìn)行合理的焊縫設計，從構造上采取一些措施。
1、采用適宜的焊腳尺寸和焊縫長(cháng)度，最好采用細長(cháng)焊縫，不用粗短焊縫；
2、焊縫應盡可能對稱(chēng)布置，不宜過(guò)分集中，以減小焊接殘余變形；
3、應盡量避免焊縫三向相交；（因為每個(gè)方向的焊縫都存在著(zhù)沿焊縫軸線(xiàn)方向的焊接殘余拉應力，在相交處形成三向同號拉應力場(chǎng)，使材料變脆。不可避免時(shí)，應使主要焊接連接通過(guò)，次要焊縫中斷；梁的腹板、翼緣和加勁肋的相交處肋板應切角。）
4、避免仰焊和不方便位置的焊接。
㈡、制造和焊接工藝方面
1、采用合理的施工順序；
2、反變形法；（在掌握焊接殘余變形的規律后，施焊前給構件以一個(gè)和焊接變形相反的預變形，使構件在焊接后產(chǎn)生的焊接變形與之正好抵消。）
3、退火法；（對于小尺寸焊件，施焊后放入熱源中，加熱至600°C左右并保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻，可消除應力；焊后退火處理是消除焊接殘余應力最有效的方法。）
4、剛性固定法；（對焊件施加個(gè)足夠大的外力，使其不能自由收縮而達到減少殘余變形的目的，方法是用夾具固定或將焊件點(diǎn)焊在厚大的基座上。）
5、錘擊法；（在焊縫冷卻過(guò)程中，用頭部帶小圓弧的小錘輕擊焊縫，使焊縫金屬產(chǎn)生塑性變形，從而得到延伸，這樣可減少焊縫中部的變形，降低焊接應力。為防止產(chǎn)生裂紋，敲擊應在焊縫塑性較好的熱狀態(tài)時(shí)進(jìn)行。）
6、預熱法。（在焊接前，對焊件整體或局部加熱到一定溫度，減少焊縫處與整體的溫度差，使它們盡可能均勻分布和自由收縮，從而減少焊接殘余應力。）
四、矯正焊接殘余變形的方法
1、機械矯正法；用機械方法對殘余變形的焊件施加一個(gè)外力使其發(fā)生與殘余變形方向相反的屈服變形，已達到矯正殘余變形的目的，這種方法屬于冷矯正。
2、火焰矯正（局部加熱法）；它是根據焊接殘余變形產(chǎn)生的原理，利用局部加熱后的收縮而引起的變形來(lái)矯正已產(chǎn)生的變形，這種方法屬于熱矯正。