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焊件在焊接過(guò)程中，熱應(yīng)力、相變應(yīng)力、加工應(yīng)力等超過(guò)屈服極限，以致冷卻后焊件中留有未能消除的應(yīng)力。這樣，焊接冷卻后的殘余在焊件中的宏觀應(yīng)力稱(chēng)為殘余焊接應(yīng)力。焊接過(guò)程的不均勻溫度場(chǎng)以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。

確保高質(zhì)量的焊縫并不是一件容易的事，因?yàn)樵谡麄€(gè)焊接區(qū)域上的快速加熱和冷卻會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力并改變淬火性能。因而，焊縫被識(shí)別為易于發(fā)生機(jī)械故障的關(guān)鍵部分。機(jī)械故障涉及負(fù)載，時(shí)間，材料，制造過(guò)程和環(huán)境的極其復(fù)雜的相互作用。焊接效果的結(jié)果應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中予以補(bǔ)償。隨著需求的增長(zhǎng)，需要研究新材料。現(xiàn)代高強(qiáng)度鋼存在問(wèn)題，因?yàn)楹茈y找到合適的填充材料。

由于焊接材料的熔化，焊縫附近會(huì)發(fā)生微觀結(jié)構(gòu)變化。這導(dǎo)致了熱影響區(qū)（HAZ）的發(fā)展。對(duì)于較高屈服強(qiáng)度的材料，HAZ可能導(dǎo)致較低的硬度和松弛的有益殘余應(yīng)力。這些問(wèn)題可以通過(guò)選擇正確的焊縫尺寸和類(lèi)型來(lái)控制。由于焊接接頭缺乏融合和咬邊。這些缺陷可能會(huì)成為裂紋萌生的潛在場(chǎng)所。在較壞的情況下，由于快速加熱和冷卻，殘余應(yīng)力會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致較高的應(yīng)力集中和拉伸應(yīng)力會(huì)顯著降低疲勞強(qiáng)度。

使用X射線衍射法的便攜式焊接應(yīng)力分析儀來(lái)測(cè)量焊縫上的殘余應(yīng)力是比較先進(jìn)檢測(cè)手段。測(cè)量中機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)，從而可以測(cè)量幾乎任何形狀或大小的樣品的殘余應(yīng)力。

焊縫表面上的典型殘余應(yīng)力分布圖如下：焊縫中的殘余應(yīng)力通常是平行拉伸的，尤其是在焊縫橫向的焊趾區(qū)域 。

通過(guò)優(yōu)化焊接程序和后處理，可以將熱影響區(qū)的影響降到較低。 有許多不同的后處理方法可用：焊后熱處理，TIG修整，錘擊噴丸，毛刺磨削，高頻機(jī)械沖擊處理（HFMI）等。使用X射線衍射時(shí)測(cè)量深度很淺，距離表面只有幾微米。為了進(jìn)行更深的測(cè)量，還需要去除材料。 在不影響殘余應(yīng)力的情況下去除材料的一種方法是電拋光。 利用電拋光方法可以測(cè)量深度分布。 當(dāng)X射線衍射和電拋光與機(jī)器人結(jié)合使用時(shí)，深度輪廓可以制成3D。