焊接热应力残余

而焊接过程中，热应力、相变应力、加工应力等均超过了屈服极限(屈服强度)，使冷却后焊件留下的应力未能消除。

因此，焊件中冷却后的残余宏观应力称为残余焊接应力。焊接过程中均匀的温度场及其引起的局部塑性变形和红细胞压积组织不同，这是产生焊接应力和变形的根本原因。

焊接残余应力是不承载构件和构件截面上已经存在的初始应力，在构件服役期间，由于工作而遭受的应力载荷相互叠加而产生二次变形，残余应力的再分布不仅会降低结构的刚度和稳定性，而且还会在温度和介质共同作用下，严重影响疲劳强度，抗脆性断裂能力，抗应力腐蚀开裂能力和高温蠕变开裂能力。当外部荷载产生的应力δ a区域与结构的残余应力叠加达到屈服点fy时，该区域:域材料会产生局部塑性变形，丧失进一步承受外部荷载的能力，导致结构有效截面的小区少，结构刚度也小。采用纵向和横向焊接的结构(如字梁焊接肋)，或经过火焰修正的截面上可能会有较大的残余拉应力，而构件的长度和分布不会太大，但它们仍然能够有较大的刚性。特别是采用校正后较大的火焰焊接梁刚度加载和卸载时回弹量可能有较明显的下降，对于尺寸精度和结构稳定性要求高也不可忽视。

如果材料是脆性的，由于材料不能塑性变形，随着外力的增大，受力构件不均匀。峰值应力会不断增大，直至达到材料屈服极限，局部损伤，导致整个构件断裂。脆性材料存在残余应力时，承载能力会下降，导致断裂。对于塑性材料来说，在低温下存在三种致拉残余应力，会阻碍塑性变形的产生，这将大大降低构件的承载能力。对于焊接构件，只要构件和焊缝本身具有良好的塑性变形(无温度、动载荷等钢脆等不利因素)，不降低构件的残余应力的静强度。由于有残余应力构件承受轴向力增大，外部载荷引起的拉应力将叠加在残余应力截面上。

在加载过程中，应力增大，当叠加上的总应力达到材料屈服极限fy时，截面上存在残余拉应力，并提前进入塑性区，增大后仅由外载荷和弹性区切割承担，随着载荷增大，弹性区减小，塑性区增大，内部应力不断叠加，应力重分布发生，直至材料整个截面屈服应力达到极限停止。由于残余应力是自截面应力分布平衡，所以静载荷相等，说明残余应力构件静强度不降低。但是，在一定条件下，塑性材料失去延性，变脆或塑性材料构件较低时，残余应力会影响构件的静强度。由于构件在加载过程中没有足够的塑性变形，峰值应力不断增大，直到达到材料的极限强度后才发生破坏。从而影响它们的残余应力。