一、焊接残余应力和焊接残余变形产生原因
钢结构焊接构件在施焊过程中，焊件局部区域加热熔化，随后又冷却凝固，由于这不均匀的温度场导致焊件不均匀膨胀和收缩，产生应力和变形，残存于焊件内部，即称为焊接残余应力和残余变形。
焊接残余应力和残余变形产生的原因有两方面：
Ⅰ）施焊时焊件上温度分布不均匀；
Ⅱ）施焊时有一部分区域产生了塑性变形。
焊接应力是一种没有荷载作用下的内应力（自内力），在焊件内部自相平衡。焊接应力除上述介绍的纵向焊接残余应力（沿焊缝轴线方向）外，还有横向应力（垂直焊缝长度方向）和厚度方向。
焊接过程中构件会产生一些局部鼓起、弯曲、歪斜和扭曲等变形。焊接残余变形包括纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形和扭曲变形等。通常为其中某几种变形的组合。例如，开单面V型坡口的以对接焊缝连接的平板可能既发生两个方向的收缩变形，又同时发生角变形；收缩变形通常靠制造下料时预加收缩余量来解决；形状变形则靠合理设计、合理制造和焊接工艺来减小。
二、焊接残余应力和残余变形的影响
㈠、焊接残余应力对结构性能的影响
1、静力强度：由于残余应力是自平衡的自内力，有残余应力的构件的承载力与无残余应力的完全一样，所以焊接应力对在常温下承受静力荷载的承载力没有影响；
2、刚度：由于在残余拉应力区域提前进入塑性状态，继续增加的外力仅由剩余的弹性区承担，只增大变形，而应力保持不变，因此残余应力将使结构变形增加，刚度减小；
3、压杆的稳定承载力：残余应力将使杆件的抗弯刚度减小，从而降低其稳定承载力；
4、疲劳强度：由于焊缝中存在三向应力，阻碍了塑性变形，使钢材变脆，使裂纹易于发生和发展，因此焊接应力将使疲劳强度降低。
㈡、焊接残余变形的影响
焊接残余变形不仅影响结构的尺寸，使装配困难，而且使构件产生初偏心和初弯曲等初始缺陷，受荷载时将产生相应的附加内力，对结构的使用和受力不利。例如轴心压杆，因焊接发生了弯曲变形，变成了压弯构件，显然强度和稳定承载力都受影响。所以对残余变形要加以限制，超出规定限值必须加以矫正。
三、防止和减少焊接应力和变形的措施
焊接残余应力和变形，直接影响到焊接结构的制造和安装质量、受力性能、正常使用和安全可靠，设计和制造时应予以充分重视，并采取下列措施尽量减少其影响。
㈠、设计方面：为减少焊接应力和变形，要进行合理的焊缝设计，从构造上采取一些措施。
1、采用适宜的焊脚尺寸和焊缝长度，最好采用细长焊缝，不用粗短焊缝；
2、焊缝应尽可能对称布置，不宜过分集中，以减小焊接残余变形；
3、应尽量避免焊缝三向相交；（因为每个方向的焊缝都存在着沿焊缝轴线方向的焊接残余拉应力，在相交处形成三向同号拉应力场，使材料变脆。不可避免时，应使主要焊接连接通过，次要焊缝中断；梁的腹板、翼缘和加劲肋的相交处肋板应切角。）
4、避免仰焊和不方便位置的焊接。
㈡、制造和焊接工艺方面
1、采用合理的施工顺序；
2、反变形法；（在掌握焊接残余变形的规律后，施焊前给构件以一个和焊接变形相反的预变形，使构件在焊接后产生的焊接变形与之正好抵消。）
3、退火法；（对于小尺寸焊件，施焊后放入热源中，加热至600°C左右并保温一定时间，然后缓慢冷却，可消除应力；焊后退火处理是消除焊接残余应力最有效的方法。）
4、刚性固定法；（对焊件施加个足够大的外力，使其不能自由收缩而达到减少残余变形的目的，方法是用夹具固定或将焊件点焊在厚大的基座上。）
5、锤击法；（在焊缝冷却过程中，用头部带小圆弧的小锤轻击焊缝，使焊缝金属产生塑性变形，从而得到延伸，这样可减少焊缝中部的变形，降低焊接应力。为防止产生裂纹，敲击应在焊缝塑性较好的热状态时进行。）
6、预热法。（在焊接前，对焊件整体或局部加热到一定温度，减少焊缝处与整体的温度差，使它们尽可能均匀分布和自由收缩，从而减少焊接残余应力。）
四、矫正焊接残余变形的方法
1、机械矫正法；用机械方法对残余变形的焊件施加一个外力使其发生与残余变形方向相反的屈服变形，已达到矫正残余变形的目的，这种方法属于冷矫正。
2、火焰矫正（局部加热法）；它是根据焊接残余变形产生的原理，利用局部加热后的收缩而引起的变形来矫正已产生的变形，这种方法属于热矫正。