第四章 船体焊接中的力学问题
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：船舶薄板焊接的变形问题及控制方法引言船舶建造是一个复杂的过程，薄板焊接是船舶建造中不可或缺的环节之一。
薄板焊接是指焊接材料的厚度在3mm以下的焊接工艺，它在船体的制造过程中扮演着关键的角色。
薄板焊接过程中常常会出现焊接变形问题，给船舶建造带来了一定的困扰。
本文将探讨船舶薄板焊接的变形问题及控制方法。
1.1 薄板焊接的变形原因薄板焊接的变形主要是由于焊接热量引起的材料收缩和内部应力的释放所致。
在焊接过程中，焊接区域受到高温热源的影响，材料会发生热胀冷缩的变形。
焊接会改变材料的结构和性能，从而产生内部应力，导致材料受力不均匀，最终产生变形。
1.2 变形对船舶建造的影响薄板焊接的变形会对船舶的结构造成影响。
焊接变形会导致船舶外形的变形，影响船舶的外观和水动力性能。
变形还会影响船舶的结构强度和稳定性，加速船体的疲劳破坏，从而影响船舶的使用寿命和安全性。
控制船舶薄板焊接的变形是船舶建造中的重要问题。
2.1 选用合适的焊接工艺为了减少薄板焊接的变形，可以采用适当的焊接工艺。
可以选择低热输入的焊接方法，如脉冲MIG焊、激光焊等，以减少热影响区的大小和热变形。
采用预热和焊后热处理的方法，通过控制材料的温度和冷却速率来减小焊接变形。
2.2 采用预制配合和辅助支撑装置对于大型船舶薄板的焊接，可以采用预制配合和辅助支撑装置的方法来控制焊接变形。
预制配合是在焊接前就进行材料的加工和拼焊，通过预先控制材料的形状和尺寸，来减小焊接变形。
在焊接过程中，可以使用辅助支撑装置来支撑和固定焊接区域，从而减小焊接变形的影响。
2.3 采用适当的尺寸设计和工艺控制2.4 对变形进行补偿和调整在薄板焊接后，可以对焊接变形进行补偿和调整。
这主要包括局部加热、局部拉伸和修正焊接接头等方法，来恢复材料原本的形状和尺寸，减小焊接变形的影响。
结论船舶薄板焊接的变形问题是船舶建造中的重要问题，对船舶的外观、水动力性能、结构强度和稳定性等都会产生影响。
船舶钢结构焊接中的常见问题与控制措施
船舶钢结构焊接中的常见问题与控制措施摘要：钢结构自重轻并且塑型和韧性也比较好，在很多制造业中应用广泛。
为了提升船舶钢结构焊接质量，提升现阶段船舶生产能力，有效减少船舶故障发生机率，延长船舶使用寿命。
钢铁产业的发展也在大步向前，各种新型钢材接连不断地出现，我国是钢铁使用大国，所以做好钢结构保护措施十分重要。
基于此，笔者展开以下探讨。
关键词：船舶钢结构焊接；常见问题；控制措施一、钢结构焊接变形的主要形式1.纵向缩短和横向缩短变形。
这是由于钢板对接后焊缝发生纵向收缩和横向收缩所引起。
2.角变形。
钢板V形坡口对接焊后发生的角变形，是由于焊缝截面形状上下不对称，引起焊缝的横向缩短上下不均匀。
X形坡口的对接头，当焊接顺序不合理，造成正反两条焊缝的横向缩短不相等时，也会产生角变形。
3.弯曲变形。
焊接梁或柱产生弯曲的主要原因是焊缝在结构上布置不对称所引起。
丁字形梁焊缝位于梁的中心线上方，焊后焊缝纵向缩短引起弯曲变形4.扭曲变形。
扭曲变形原因较多，装配质量不好和配件搁置不当，以及焊接顺序和焊接方向不合理都可能导致变形，但归根到底还是焊缝的纵向或横向缩短所引起。
5.波浪变形。
主要是由于焊缝的纵向缩短对薄板边缘产生的压应力而造成的；其次是由于焊缝横向缩短所造成。
二、船舶钢结构焊接常见问题及成因1.船舶钢结构焊接变形使得钢材在高温条件下会发生体积膨胀，导致钢材焊接的接口处极易发生变形，从实际情况来看，船舶钢结构焊接变形可以划分为横向收缩变形、纵向收缩变形、角变形、挠曲变形等类型。
船舶钢结构在焊接过程之中，产生的高温使得焊接钢材的焊接部分与未焊接部分在温度上产生一定的差异，进而在钢材内部产生焊接应力，这种应力如果超过合理的范围，将会导致钢结构发生变形。
由于应力方向的不同，产生了纵向收缩变形与横向收缩变形两种，具体来看纵向收缩变形发生在船舶钢结构焊接处的纵向位置，在纵向位置上发生收缩变形；横向收缩变形则发生在船舶钢结构焊接处的横向位置，在横向位置上发生所收缩变形。
浅谈船体结构焊接的常见缺陷及其对策
（一）低氢型焊条焊接
在进行船体结构的焊接工作中，有一些必须要使用手工电弧焊接的工艺，而这其中，有一些结构必须要严格选用低氢型焊条进行焊接。这些结构包括：船体总组立时的环行对接缝、承受较强载荷的舾装件和承受较高拉力的零部件，例如桅杆、脱钩架、吊货杆、系缆桩等等、具有冰区加强级船舶的船体外板接缝、具有较大刚度的结构，例如，尾框架、船体骨架接缝、首框架等等。在这些结构中，利用低氢型焊条进行焊接，能够增加焊接的强度，有效降低船体结构断裂的事故发生。
而相应低氢型焊条的保管也要严格遵循《焊接材料保管要求》（G16-SWS004）的相关内容，并根据企业的不同情况进行特殊焊接材料的保管与使用管理规定的编写。
（二）中、大及总组立的焊接及焊脚高度不标准的解决办法
中、大及总组立的焊接要求十分严格，对于总组立的焊接工作而言，不仅要使用低氢型焊条进行焊接，还对焊接工艺有着相应的要求。总的来说，就是在中、大及总组立的焊接中，有些结构禁止使用立向下行焊。这些结构包括：船体结构中的所有板材的立对接拼缝、承受较大载荷以及具有较大刚度要求的结构立脚焊缝，例如吊货杆、主机座和辅机座等等、具有冰区加强级船舶的冰刀区所有的对立接拼缝和立脚焊接、位于0.5L区域内横向构件的连续的部位角焊以及纵向构建的不连续部位角焊。
[2]陈凯,卢盛辉.船体结构焊接常见缺陷及其对策[J].广西质量监督导报,2008(04):17-19.
（四）未焊透、未熔合、气孔、成形不良、夹渣等不同焊接问题的解决办法
对于船体焊接中常出现的未焊透、夹渣等由于焊缝中有氧化物或杂质而造成的问题，可以通过在进行焊接工作前。对于焊接坡口以及坡口两侧各宽20mm、角焊缝在焊接宽度方向两侧各宽20mm的范围内，对于水分、氧化物、油污和杂质进行清除工作，保证焊缝的清洁，让船体焊接更加牢固。
谈船舶焊接中的常见缺陷的成因和防止措施
谈船舶焊接中的常见缺陷的成因和防止措施【摘要】船舶焊接是船舶建造中至关重要的环节，而常见缺陷会对船舶的安全性产生重大影响。
本文将分析气孔、焊缝裂纹、焊接残余应力、热裂纹和焊接变形这五种常见缺陷的成因和防止措施。
气孔可能由焊接过程中气体和杂质的存在引起，防止措施包括选择合适的焊接材料和控制焊接参数。
焊缝裂纹可能由焊接过程中的应力集中和冷却速度过快造成，防止措施可以采用适当的预热和后热处理。
焊接残余应力、热裂纹和焊接变形的成因及防止措施也将在正文中详细探讨。
通过本文的研究，可以更好地了解船舶焊接中常见缺陷的成因，从而采取有效的防止措施，提高船舶的安全性和可靠性。
【关键词】船舶焊接、缺陷、成因、防止措施、气孔、焊缝裂纹、残余应力、热裂纹、焊接变形、船舶安全1. 引言1.1 介绍船舶焊接的重要性船舶焊接是船舶制造中至关重要的工艺之一。
船舶是重要的交通工具，它需要具备良好的结构强度和密封性以应对恶劣的海洋环境。
而焊接作为连接船体结构的方法，直接影响着船舶的安全性和性能。
船舶焊接可以提高船体的结构强度。
船舶在航行过程中会承受来自海浪和风力的巨大压力，而坚固的焊接连接可以有效减少船体的变形和疲劳破坏，提高船体的抗压能力。
船舶焊接可以增强船舶的密封性。
船舶在海洋中航行需要面对海水的侵蚀，而良好的焊接连接可以有效防止海水的渗入，保持船舶内部的干燥和安全。
船舶焊接还可以提高船舶的整体性能和航行稳定性。
通过合理的焊接设计和技术，可以减轻船体的重量，提高船舶的速度和燃油效率，同时保持船舶的平衡性和稳定性。
船舶焊接对于船舶的安全和性能至关重要。
只有通过严格的质量控制和技术要求，才能确保船舶焊接的质量和可靠性，从而保障船舶在航行中的安全和稳定性。
1.2 概述常见缺陷对船舶安全的影响船舶焊接是船舶建造过程中至关重要的一环，焊接质量直接关系到船舶的安全运行。
在船舶焊接过程中常常会出现各种焊接缺陷，这些缺陷如果未能及时发现和处理，将对船舶的安全造成严重影响。
船舶焊接技术常见缺陷及处理
船舶焊接技术常见缺陷及处理摘要：船舶焊接技术对整艘船的质量有着决定性的作用，在船舶焊接过程中任何一个失误都有可能对整艘船的安全性产生不可预估的影响。
因此，在船舶焊接时，需要确保所有环节不出纰漏，从而保证整艘船的安全性。
关键词：船舶；焊接技术；焊接裂纹引言船舶焊接是保证船舶的密性和强度的关键，也是对船舶最终的质量进行保证的关键，更是船舶安全航行以及安全作业的主要条件。
如果说焊接当中存在一定的缺陷和问题，那么就有可能会导致出现结构断裂的情况和渗漏的问题，甚至由此引起船舶的沉没，在检验船舶的这个过程当中，对于焊接的焊缝进行仔细检验是非常关键的。
1船舶焊接技术简述船舶焊接技术是通过不断提升焊接质量和水平，以促进钢板制造质量及效率提升的一种技术，对于造船工业而言至关重要，可以实现对船舶建造周期的合理控制，以推动自动化生产目标的发展。
为了在最大程度上节约焊接成本，在船舶制造领域之中展开了对于传播焊接技术的深入探索，在此背景下，焊接机器人应运而生。
焊接机器人，也即从事焊接行业的工业机器人，可以自由实施切割和喷涂操作，是一种具有多种用途的，可以进行多次编程的机器，是人类在工业自动化领域的一次成功探索。
通过焊接机器人，可以实现对于人力的有效替代，降低人力成本，同时，有效克服因人为因素所引起的焊接误差，焊接出美观均匀的焊缝，也可以避免因焊接质量不过关而返工，造成不必要的经济损失，因此已经在焊接领域得到了广泛运用。
船舶焊接技术通常包含分段合拢、平面分段制作、数控切割下料及曲面分段制作等多种形式，科学技术的持续发展在一定程度上推动了焊接技术产业链的发展，让我国的金属切割行业及钢铁行业都实现了跨越式发展。
在相关工作人员的积极努力之下，我国的焊接技术实现了大跨越，借助持续的规划及整体布局，为新型钢板焊接技术在节能环保领域中的发展作出了积极贡献。
综上所述，在进行船舶制造时必须充分关注船舶焊接技术，并将其视为促进造船质量提升的重要依据。
船舶焊接技术常见缺陷及处理
船舶焊接技术常见缺陷及处理浙江省遂昌金矿有限公司摘要：我国社会主义经济制度体系在新时代中不断发展，从而带动我国现代化船舶工业的高速发展。
船舶工业焊接技术是我国船舶领域可持续提升的基础，是船舶航行安全的保障。
船舶在焊接过程中，任何一个细节都有可能影响到整艘船的安全性，因此，需要对焊接过程中的所有环节给予足够的重视。
本文针对船舶焊接技术的缺陷类型以及如何解决缺陷问题进行研究。
关键词：船舶；焊接技术；焊接裂纹引言船舶焊接技术对整艘船的质量有着决定性的作用，在船舶焊接过程中任何一个失误都有可能对整艘船的安全性产生不可预估的影响。
因此，在船舶焊接时，需要确保所有环节不出纰漏，从而保证整艘船的安全性1船舶焊接技术概述船舶焊接技术主要是将金属物品通过高温、高压的方法进行熔化，再将其融合应用到船舶焊接工业中。
焊接技术主要是利用加热或者加压的方式，实现金属材料之间的连接与融合，利用金属原子的结合扩散特性，使原本分离的金属材料能够永久性地连接在一起。
船舶焊接技术可以对船舶中使用的各种金属材料进行连接，若两者的连接缺口较大，需要使用相同性质的材料进行熔化连接，确保需要焊接的材料能够紧密地结合在一起。
船舶焊接技术通过对在船舶中的金属钢板材料进行焊接，使其熔化再进行结合，使连接点紧密地融合在一起。
若是所需连接点无法焊接，则需要使用与焊接部分相同的材料，将其熔化后再结合两端实行连接。
此方法在船舶建造中的应用较为广泛。
所以在船舶工业中，需要重点关注焊接技术，而且要对焊接技术中存在的问题进行不断改善，从而促进船舶工业的可持续发展。
2船舶焊接技术缺陷类型2.1焊接气孔船舶焊接作业环节比较常见的缺陷就是气孔。
在船舶焊接作业中，外板、舱口围板等部位，不能存在任何气孔缺陷，而其他一些不重要的位置，在长度100mm范围内，气孔总数不能超过2个。
船舶焊接时，气孔发生的原因有如下几点：其一，焊接环节防风措施不到位，造成气体进入到熔池内；其二，焊接开始前，并未根据焊接工艺进行焊条烘干处理，导致焊芯锈蚀、药皮变质等问题的发生；其三，焊接时坡口清洁质量比较差，有水或者油存在；其四，焊接速度过快，熔池凝固比较快。
船体加筋板结构焊接变形和残余应力热弹塑性有限元分析
船体加筋板结构焊接变形和残余应力热弹塑性有限元分析随着船舶结构的不断发展和变革，为了提高船舶的安全性、强度和优化设计方案，船体加筋板结构逐渐成为了重要的船舶辅助结构形式。
然而，在船体加筋板结构的实现过程中，焊接变形和残余应力常常会导致诸多问题，如使船体产生不均匀变形、增加应变量、降低船体的强度等。
因此，本文将针对船体加筋板结构的焊接变形和残余应力进行热弹塑性有限元分析，探究其影响因素及解决方案。
首先，我们需要通过有限元分析软件对该结构的实际热加工过程进行模拟，以研究焊接变形对船体结构的影响。
在模拟过程中，需要考虑材料的各项力学参数以及化学成分，同时还需根据实际情况确定焊接工艺参数，包括焊接电流、电压、焊条直径等，以确保计算结果的准确性和可靠性。
其次，我们需要对焊接变形产生的影响因素进行分析，以便找出解决方案。
焊接变形受到诸多因素的影响，如热应力、焊接布局、板材性质等。
其中，热应力是产生焊接变形的主要因素。
因此，在焊接过程中，需要采用适当的焊接技术和工艺参数，如采用高强度焊材、降低焊接温度等，以减小热应力，从而确保焊接变形的控制。
最后，我们需要对残余应力热弹塑性进行有限元分析，以研究其对船体结构的影响。
残余应力热弹塑性是产生焊接变形的主要原因之一，如不加以处理，将进一步恶化船体结构的强度和稳定性。
因此，在实际工程中，需要采用一系列有效的措施进行处理，如采用局部加热、机械切割等方法，从而彻底消除残余应力的影响，确保船体结构的稳定性和安全性。
总之，船体加筋板结构的焊接变形和残余应力热弹塑性对其强度和稳定性产生了极大的影响，需要针对其影响因素和解决方案进行深入研究和探索，以优化船体结构设计，提高船舶的安全性和优化性能。
在进行船体加筋板结构焊接变形和残余应力热弹塑性有限元分析之前，需要收集相关的数据进行研究和分析，以便支持我们的研究和决策。
以下是可能涉及的数据和其分析：1.船体加筋板结构的设计图纸：设计图纸可以提供船体加筋板结构的几何形状、板材材质、尺寸等关键信息，以及焊接接头的设计和布局。
船体建造中焊接检验与质量控制分析
船体建造中焊接检验与质量控制分析
船体建造中的焊接工艺和质量控制是船体建造工作中非常重要的一步。
焊接质量直接决定着船体建造的质量与安全性。
因此，在船体建造中，焊接检验和质量控制是必不可少的环节。
1.焊接检验的内容
船体建造中的焊接检验主要包括：焊条的验收、前期准备工作、焊工的合格证、焊接工艺的规定、焊接材料的检验、焊缝外观检查、尺寸测量以及力学性能检验等多个方面。
其中，力学性能检验是最重要的一项。
2.质量控制的要点
在焊接过程中，为保证质量，需做好如下几项工作：
①要严格按照焊接工艺规范和焊接工艺文件进行焊接。
②加强现场管理，把好材料品质、检验手段、施工质量等多个关键点。
特别是要做好现场视察和针对性的质量细节。
③加强培训，做好教育与培训，提高焊工的技能水平和质量意识。
④严格执行质量标准，并对所有工艺过程各项内容进行全面的质量检验。
3.焊接质量控制的方法
控制焊接质量的方法有两个：一是采用先进的检测方法，二是加强教育和培训，提高焊工技术技能和质量意识。
①先进的检测方法，如超声波、放射性、磁粉等非损检测技术，能够对焊接质量进行全面、准确的检测，确保焊缝的内部结构不会出现裂纹、气泡等缺陷。
②加强教育和培训，可提高焊工的技术水平和质量意识，使他们熟知焊接工艺规范及要求，从而进行质量良好的焊接。
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第四章船体焊接中的力学问题船体是一种典型的大型焊接结构。
船体结构复杂、刚性大，船体中各种纵、横构件相互交叉、相互连接，尤其是首尾部分还有不少曲型结构。
这些构件用焊接连接成一体，使船体成为一个整体结构。
一旦某一焊缝或结构中不连续处产生微小裂纹，在应力的作用下，就会迅速扩展到相邻构件，造成部分结构乃至整个船体发生破坏。
另外，焊接应力导致的焊接变形直接影响船体结构的质量(尤其是船体的薄板上层建筑)等。
这些都是焊接力学研究的问题。
随着包括船体结构在内的焊接结构大型化、精密化、高参数化和材料多样化的发展，对船体结构的质量要求也越来越高，从而推动了焊接力学的发展。
例如，关于焊接应力与变形的数值分析研究，目前已发展成为一门新的专门学科“计算焊接力学”。
低应力无变形焊接技术的开发，对于焊接弹塑性力学过程现象的计算机仿真，预示着焊接应力与变形是可以精确控制的，不再是不可避免的。
同样，在焊接接头断裂力学研究方面也取得了很大的进展。
焊接力学的进展，反过来促进包括船体结构在内的焊接结构建造质量和安全可靠性的进一步提高。
船舶焊接所涉及的力学问题复杂，目前尚未见针对造船的焊接力学专著。
本章引用霍立兴编著的《焊接结构工程强度》（机械工业出版社)；王家麟、侯贤忠主编的《球形储罐焊接工程技术》(机械工业出版社)和孙志雄编的《焊接断裂力学》(西北工业大学出版社)等书的内容，结合船舶建造的实际进行编写，读者若想对所涉及的问题深入了解，可阅读上述书籍。
4.1结构焊接力学行为4.1.1 焊接接头类型在焊接结构中可采用不同形式的焊接接头。
具体地说，对接接头、T型接头、角接头和搭接接头是焊接接头的基本类型。
在不同的结构标准中，对不同接头形式均有具体规定，本节所引用的是其通用形式。
对接接头：不同板厚的对接接头如图4.1所示.薄板对接接头(B≤3mm)可采用卷边接头或采用不开坡口单面焊缝(B<6mm)，板厚增加，可采用带垫板的不开坡口的单面焊缝接头，但推荐采用不带垫板的双面焊缝对接接头(图4.1(d))。
为了保证焊透，对接接头可在单面开坡口或双面开坡口后焊接，具体的坡口可以是V形、U形、X形和K形(图4.1(e)～(h))。
T形接头：它同样有开坡口和不开坡口等形式，在该类接头中，采用不开坡口角焊缝施焊类型应用的最广泛，其焊脚尺寸有采用等脚的，也有采用不等脚的。
角接头：其特性介于对接接头和T形接头之间，其焊缝有的接近于对接焊缝，有的接近于角焊缝或就是角焊缝。
搭接接头：搭接接头一般采用角焊缝施焊形成。
塞焊也是焊接搭接接头方法。
很明显，作为焊接接头主要组成部分的焊缝，主要分为对接焊缝和角焊缝。
焊缝表面形状往往呈平面形或上凸形，在角焊缝中还可见到下凹形。
上凸焊缝从表面上看似乎加强了焊缝，实际上上凸焊缝对接头的工作是不利的。
由于传力线的歪扭，在焊缝向基本金属过渡处产生应力集中。
因此，为了提高对接焊缝的工作性能，在许多情况下，可采用图4.2(c)所示的焊缝外形，它有利传力线的均匀过渡，减少了应力集中。
对于角焊缝，可采用下凹外形的焊缝，由于实现了焊缝向基本金属的平滑过渡，减少了应力集中，因而对提高焊接接头的工作性能在许多情况下是有利的。
焊缝有纵向焊缝和横向焊缝之分。
与载荷垂直的焊缝为横向焊缝，其作用是将力从一块板材传递到另一块板材上去。
这种焊缝称为工作焊缝。
而与载荷平行的焊缝为纵向焊缝，它只起联系作用，受力时，它将与板材一起变形。
如果焊缝金属的弹性模量与基本金属相差不多，则在弹性变形范围内焊缝和基本金属将产生相同的应力，在许多情况下该焊缝对结构强度不造成影响，因而称作联系焊缝，而勿须计算。
典型的工作焊缝与联系焊缝如图4.3所示。
4.1.2 焊接残余应力与变形一般情况下，焊件在焊后或多或少地存在残余应力，甚至产生焊接变形。
焊接残余应力与残余变形是影响船体性能和精度的重要因素。
至今仍然是迫切需要解决的重要课题。
焊接残余应力与残余变形是同时发生和存在于焊接工件之中的，相互联系难以分割。
焊接残余应力和残余变形有它们不同的侧重点。
对于一些高强度钢制造的重要结构，如主船体结构，如何减低焊接残余应力、防止焊接裂纹的产生和接头强韧性下降往往成为主要的考虑点；而对于一些塑性良好的低碳钢制造的焊接构件，特别是船体上层建筑，控制焊接变形保证制造精度是主要的考虑点。
由于焊接过程和焊接构件的复杂性，在实际生产中对焊接残余应力和残余变形的变化规律往往还是认识不足和难以掌握的，至今在许多情况下仍然还是凭经验，因此往往难以达到产品的性能和精度要求。
多年来国内外学者和专家对焊接残余应力和残余变形进行了大量的研究，特别是近年来随着数值方法和计算机技术的发展，许多原来难以解决的问题有了实现的可能，也取得了一些研究成果。
然而离在实际焊接生产中的广泛应用还有相当大的差距。
1.焊接残余应力的形成原因焊接残余应力的形成原因主要是焊接部位的温度不均匀分布、焊接过程中材料的物理性能和力学性能的变化、焊件的拘束度。
(1)焊接时温度分布不均匀焊接区中不同部位的温度不同，不同的温度分布引起的膨胀量不同，在冷却时，膨胀部分的收缩又受到周围金属的限制，从而产生应力与应变。
(2)焊接时金属力学性能的变化金属力学性能在不同温度条件下的变化可由短时拉伸实验得到。
图4.4所示为低碳钢在不同温度下的拉伸结果，即为低碳钢随温度变化的应力一应变拉伸曲线。
图4.5所示为各种力学性能参数随温度变化的趋势。
由图可以看出，屈服点s σ和极限强度b σ等均随温度的增加而降低，在700℃以上就基本失去弹性，此时的温度一般称作力学熔点温度。
因此在高温下材料抵抗变形能力的大大降低，在200℃～300℃范围内材料的伸长率和断面收缩率下降，说明有蓝脆现象，在预热、焊接、后热等热过程中应重视这一性能变化引起的不良作用。
(3)金属在焊接过程中物理性能的变化金属受热时物理性能也将发生变化，图4.6为不同温度下低碳钢的物理性能随温度的变化情况。
由图可知，热导率和热扩散率a在700℃以下随温度增加而下降，比热容c和s随温度增加而增加，c和a在700℃～800℃之间由于相变而产生突变。
c和s在金属熔化时有突变现象。
至于热胀系数a和体积质量p，也同样随温度上升而发生变化(图中未标出)，前者从100℃的12.72X10--6／℃上升到700℃的17.9X10-6／℃，后者则由100℃的7.82g／CHl3下降到700℃的7.63g／cm3。
上述力学和物理性能的变化会严重影响焊接过程中应力和应变的形成。
在进行应力和应变的计算时，若采用有限元法计算焊接过程的热弹塑性应力应变场，应予以充分重视。
在一般的简化计算中，可以用一定温度范围的平均值来代替。
(4)金属相变时的比容变化金属在加热和冷却过程中发生的相变会引起比容及性能的变化。
不同的显微组织，比容大小由其晶格类型所决定。
如马氏体为正方体结构，比容值最大；奥氏体为面心立方体结构，比容值最小。
对于一般的碳钢，冷却时由于奥氏体向铁素体和珠光体的转变在700℃以上发生，因而不会影响焊接残余应力的形成。
但当冷却速度很快或合金及碳元素增加时，奥氏体转变温度降低，并可能形成马氏体，此时将严重影响最终焊接残余应力大小(一般情况下，焊缝中的拉应力值要显著降低)。
(5)焊件本身的刚性用具有一定厚度的母材金属制造焊件时，由于焊件本身的刚性大，限制了加热时的自由变形和冷却时的自由收缩，从而在接头中产生应力与应变。
刚性的大小与焊件的尺寸拘束度有关，在非拘束条件下，随着焊件尺寸的增大，会产生自拘束作用。
当焊件的长度超过500mm以上，即可通过焊件的尺寸效应产生较大的内应力。
而当焊件的宽度超过残余应力分布区域的宽度的数倍时，将不影响横向残余应力的分布。
到目前为止，对于焊接残余应力的分布规律及其影响因素已经有了统一的认识和理解，但是从定量的观点上看，由于情况复杂、多变，因而不论是计算还是实测均有一定的误差。
2.焊接残余应力的影响焊接残余应力的存在对焊接接头乃至焊接结构的安全服役性能有重要影响，表现在许多方面。
(1)对结构刚度的影响当外载产生的应力与结构中某区域的残余应力叠加达到材料的屈服点时，此区域材料就会产生塑性变形，同时进一步丧失承受外载的能力，造成结构有效截面积减小，结构刚度随之下降。
在许多情况下，纵向焊接残余应力数值往往达到材料的屈服点，如果外载产生的方向与它一致，则其变形量将比没有残余应力或残余应力较小时大。
卸载时，应变松弛量小于加载时的变形量，构件不能恢复到原始尺寸。
构件中的拉应力区域越大，对刚度的影响也越大，卸载后的残余变形也越大。
受弯曲时，残余应力对刚度的影响与焊缝的位置有关。
焊缝所处位置的弯曲应力越大，其影响也越大。
(2)对受压杆件稳定性的影响当外载引起的压应力与残余应力中的压缩应力成分叠加达到材料的屈服点时，这部分截面就丧失了进一步承受压应力载荷的能力。
这样就削弱了杆件的有效截面积，并改变了有效截面积的分布，使杆件的稳定性有所改变。
残余应力的分布状态影响压杆的稳定性，杆件内压应力的影响程度也与截面形状有关。
对于箱形截面的杆件，残余应力的影响程度要比H形梁的小。
残余应力的影响只在一定的长细比范围内起作用。
当长细比较大时，杆件的临界失稳应力比较低。
如果残余应力的数值较低，外载应力与其叠加未达到材料的屈服点，则残余应力对构件的稳定性不产生影响。
当长细比较小时，失稳时的临界应力主要取决于杆件的全面屈服，残余应力就不会产生影响。
在设计受压焊接构件时，往往采用修正折减系数的办法来考虑应力对稳定性的影响。
(3)对静载强度和脆断的影响没有严重应力集中的构件，只要材料具有一定的塑性变形能力，残余应力并不影响结构的静载强度。
而在实际结构中，可能由于工艺或设计的原因导致严重的应力集中，同时还存在较高的残余应力。
有许多低碳钢和低合金结构钢，如果工作温度低于脆性临界温度(在此温度下光滑试样仍然具有良好的塑性)，在拉伸应力和工作应力的共同作用下，将降低结构的静载强度，使之在远低于屈服点的外载应力的作用下产生脆性断裂。
(4)对疲劳强度的影响结构的疲劳强度与服役时所受的循环载荷的循环特性有关。
残余应力的存在使循环载荷的应力循环平均值发生偏移，但不影响其幅值。
当应力循环的平均值增加时，其极限值就降低，反之则提高。
因此，如果存在应力集中和残余应力，疲劳强度就下降。
如果在外载作用下残余应力得以消除，残余应力的作用也就相对减弱。
应力集中系数越高，残余应力影响越明显。
因此，提高疲劳强度，不仅应从调节和消除残余应力着手，而且也应从工艺和设计上来降低结构的应力集中系数，从而降低残余应力对疲劳强度的不利作用。
(5)对应力腐蚀开裂的影响应力腐蚀开裂(SCC)是特定的环境下(介质和材料)，结构在低应力的作用下产生开裂的现象。