不銹鋼廠在對(duì)構(gòu)件焊接以后，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力，同時(shí)產(chǎn)生焊接變形。當(dāng)構(gòu)件承受外載后，焊接應(yīng)力與外載應(yīng)力相疊加，造成局部區(qū)域應(yīng)力過(guò)高，使構(gòu)件產(chǎn)生新的塑性變形、生成裂縫，甚至導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)件斷裂。焊接變形超過(guò)允許數(shù)值，有的要經(jīng)過(guò)矯正才能滿足使用要求，但要占用很多矯正工時(shí)，有的因矯正不當(dāng)或失敗而報(bào)廢。設(shè)計(jì)和制造焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，必須設(shè)法減小焊接應(yīng)力和防止產(chǎn)生超過(guò)允許數(shù)值的變形。

在焊接過(guò)程中，對(duì)焊件不均勻加熱，會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形。圖4.2.2為平板對(duì)接焊縫的應(yīng)力。焊接時(shí)，焊縫和近縫區(qū)的金屬處于高溫狀態(tài)；焊后，金屬冷卻沿焊縫縱向收縮時(shí)，受到焊件低溫部分的阻礙，因此，焊縫和近縫區(qū)縱向受拉應(yīng)力，遠(yuǎn)離焊縫區(qū)受壓應(yīng)力。整個(gè)工件縱向（及橫向）尺寸有一定量的收縮。如果在焊接過(guò)程中，焊件能夠較自由地伸縮，則焊后焊件的變形較大而焊接應(yīng)力較小；反之，如果焊件厚度或剛度較大不能自由伸縮，則焊后焊件變形較小而焊接應(yīng)力較大。

圖4.2.2　對(duì)接焊縫的應(yīng)力分布

圖4.2.3　鋼板邊緣焊接時(shí)的變形

在長(zhǎng)方形鋼板邊緣焊接時(shí)（圖4.2.3），焊接以后，焊縫區(qū)縱向收縮受阻產(chǎn)生拉應(yīng)力，因收縮產(chǎn)生在鋼板一側(cè)，使整個(gè)工件產(chǎn)生彎曲變形。

圓筒形工件環(huán)焊縫焊接以后產(chǎn)生的焊接應(yīng)力如圖4.2.4所示，其切向應(yīng)力的大小與圓筒直徑D、工件厚度S有關(guān)，直徑越大、厚度越厚，則焊接應(yīng)力也越大。

因焊接而產(chǎn)生焊接變形是多種多樣的，最常見(jiàn)的幾種基本形式如圖4.2.5所示。

圖4.2.4　圓筒環(huán)焊縫的焊接應(yīng)力分布