焊接过程中及焊接后，焊件不可避免地会产生焊接应力与变形，焊接应力与变形直接影响焊件的质量及使用性能。
那么焊接应力与变形产生的原因是什么呢？焊接应力与变形的根本原因就是焊件在焊接过程中经受了不均匀的加热及冷却。由于焊接热源的作用，在焊件上产生了不均匀的温度场，由于焊接方法，焊接参数及被焊材料热物理性能的不同，形成了不同的温度场。对低碳钢，在600℃等温线区域内就是低碳钢材料受热产生塑性变形的范围。这个区域的大小与焊件冷却后的焊接应力与变形的大小有关。通常认为超过600℃的区域完全失去了弹性，也就是在600℃附近时常处于热塑性状态。距离该温度场越远的区域，其温度下降越多，直至室温状态。因此，焊缝区域周围的材料是由热塑性状态，半塑性状态过度到弹性状态。
同时，焊接的不均匀加热还会使焊件产生垂直焊接方向的应力变形，又称横向变形或横向收缩。厚板焊件还会产生厚度方向的应力，厚板结构中的三相应力状态对于材料塑性及焊接结构的承载能力都是不利的。
知道了产生焊接应力与变形的原因，影响焊接应力与变形的因素又有哪些？主要有以下几点：
1、焊接方法：采用不同的焊接方法，如气焊、焊条电弧焊、氩弧焊、气体保护焊等，所产生的焊接应力与变形情况各不相同。
2、焊接参数及施焊顺序：焊接电流，电弧电压，焊接速度等焊接参数的不同以及采用直通焊，跳焊或逆向分段焊等不同的施焊顺序均对焊接应力与变形有着不同的影响。
3、焊缝位置、尺寸及数量：单层焊或多层焊、坡口形式、焊缝、填空金属的多少及焊缝的位置等，均对应力与变形有明显影响。
4、焊件的热物理性能：金属材料不同，则热导率、熔点、热膨胀系数、比热容、表面散热系数等物理性能也不同，产生的应力与变形也不同。
5、焊件的形状及尺寸：不同开头的焊件就会形成不同的焊接温度场，并且焊件的刚度及拘束度也不同，所以产生的焊接应力与变形也不同。
6、装配——焊接顺序及焊接状态：不同的装配、焊接顺序是否采用胎卡具进行焊接，都对焊件的刚度与拘束有着重要的影响，并直接影响焊接应力及变形的数值。
一般而言，焊件在拘束度大的条件下焊接，其焊接变形小而应力大，在拘束度小的情况下焊接，则焊接变形大而应力小。
■文/金俊杰（金太阳公司投稿）
