焊接产生应力与变形的原因

影响焊接应力与变形的因素很多，其中根本的原因是焊件在焊接过程中受到不均匀的受热，其次是由于焊缝金属的收缩，金相组织的变化及焊件的刚度不同所致。另外，焊缝在焊接结构中的位置、装配焊接顺序、焊接电流及焊接方向等对焊接应力与变形也有一定的影响。

1.焊件受热不均造成残余应力

焊接热源作用在焊件上会产生不均匀温度场，使材料不均匀膨胀，处于高温区域的材料在加热过程中的膨胀量大，因受到周围温度较低、膨胀量较小材料的限制而不能自由膨胀，于是在焊件中产生内应力，使高温区的材料受到挤压，产生局部压缩塑性应变。在冷却过程中，已经受压缩塑性应变的材料，由于不能自由收缩而受到拉伸，于是在焊件中又出现一个与焊接加热时方向大致相反的内应力场，使工件产生了残余应力和残余变形，其大小和分布取决于工件的形状、尺寸、焊接热输入和材料本身的物理性能（如线膨胀系数、屈服强度、热导率、密度等）。

2.焊缝金属的收缩

焊缝金属冷却过程中，当由液态凝固为固态时，其体积要收缩。由于焊缝金属与母材是紧密联系的，因此，焊缝金属并不能自由收缩。这将引起整个焊件的变形，同时在焊缝中引起残余应力。另外，一条焊缝是逐步形成的，焊缝中先结晶的部分要阻止后结晶部分的收缩，也会产生焊接应力与变形。(www.xing528.com)

3.金属组织的变化

钢在加热及冷却过程中发生相变，可得到不同的组织。这些组织的比体积不一样，也会造成焊接应力与变形。

4.焊件的刚度和拘束

焊件的刚度和拘束对焊接应力和变形也有较大的影响。刚度是指焊件抵抗变形的能力；而拘束是焊件周围物体对焊件变形的约束。焊件自身的刚度及受周围的拘束程度越大，焊接变形越小，焊接应力越大；反之，焊件自身的刚度及受周围的拘束程度越小，则焊接变形越大，而焊接应力越小。