焊接残余应力对焊接结构的影响

1.焊接残余应力对结构静载荷的影响。
对光滑构件来说，只要材料具有足够的塑性，塑性变形可以使截面上的应力均匀化，而存在残余应力不影响构件的承载能力，即对静载强度没有影响；如果材料处于脆性状态、经过热处理的材料以及三向应力作用下的材料，由于材料不能塑性变形，构件截面上的应力不能均匀化，残余拉应力与工作应力叠加，使结构局部破坏，导致整个构件断裂。
对有缺口的构件而言，由于应力集中严重，可能同时存在较高的拉伸内应力。部件由于其原因(如温度下降、变形速率增加或厚壁截面)受到较大作用引力作用时，拉伸内应力和严重应力集中的联合作用会降低结构的静载强度，使其在远低于屈服点的外部应力作用下发生脆性断裂。
2.焊接残余应力对疲劳强度的影响。
对于具有压缩残余应力的试件，尤其是在试件表面，疲劳强度得到提高。因此，提高焊接结构的疲劳强度，不仅要减小残余拉应力，还要减小接头应力集中产生的因素如余高过大、角焊缝过凸等。此外，采用喷丸、点式加热、超负荷处理等方法将压缩残余应力引入构件，可提高焊接结构的抗疲劳性能。

3.焊接残余应力对加工精度和尺寸稳定性的影响。
当工件存在焊接残余应力时，机械切削加工在切割材料时，将切割后的残余应力一起移除，从而破坏工件中的应力平衡，使工件产生变形，进而影响加工精度。
另外，焊接构件中的残余应力随着时间的延长缓慢变化，从而重新分布，从而引起应力松弛。与此同时，焊件尺寸也会相应地发生变化，从而影响构件的精度和尺寸稳定性。常温状态下组织稳定的低碳钢和奥氏体钢的应力松弛较弱，其内应力 间的变化较小，焊件尺寸稳定；而一些高温合金结构钢和高强铝合金由于不稳定组织发生了变形，内部应力发生了很大变化。
首先消除焊接残余应力，然后进行机械加工，才能保证机械加工精度。
4.焊接残余应力对压杆稳定性的影响。
在杆件受压时，杆件截面的压缩残余应力与外载产生的应力叠加，使得杆件上压应力区先达到屈服极限，且该区应力不再增加，从而使本区丧失进一步承受外载能力，因此，压杆的临界应力下降，对压杆的稳定性产生不利影响。压杆的内力对稳定性的影响取决于压杆的截面形状和残余应力的分布情况，如果有效截面远离压杆的中性轴，则可提高其稳定性。
5.焊接残余应力对应力腐蚀裂纹的影响。
在拉应力与腐蚀介质的共同作用下，应力腐蚀开裂是一种常见的裂纹现象。残余应力与工作应力的叠加，促使焊缝附近不久即发生应力腐蚀开裂。所以，对于受腐蚀的结构，采取适当的措施消除残余应力，有利于提高其抗腐蚀能力。
6.焊接残余应力对结构刚度的影响。
焊后，焊缝及其附近区域产生拉应力，远离焊缝处产生压应力，拉应力达到材料的屈服极限。所以，当构件受拉时，构件不能承受荷载，与有效承载面积相等，从而降低构件刚度。对容易发生弯曲变形的梁而言，同理使其刚度减小，而下降的程度与塑性变形区的大小及位置有关，焊缝靠近中性轴时对刚度的影响较小。