鋼結構中的殘余應力就是指的焊接殘余應力嗎？還是焊接殘余應力只是其中的主要部分？

1,鋼結構的焊接過程是在焊件局部區域加熱熔化,然后冷卻凝固的熱過程,由于不均勻的溫度場,導致構件不均勻的膨脹和收縮,從而使構件內部殘存應力并引起變形,通稱的焊接殘余應力和殘余變形.

2,殘余應力是鋼材在熱軋、氧割、焊接的加熱和冷卻過程中產生的，先冷卻部分形成壓應力，后冷卻部分形成拉應力。

3,焊接殘余應力按其方向可劃分為縱向殘余應力、橫向殘余應力和厚度方向殘余應力三種。

4,焊接殘余應力和焊接殘余變形的影響

<1>，剛度——由于在殘余拉應力區域提前進入塑性狀態而剛度降為零，繼續增加的外力僅由彈性區承擔，因此構件變形必然增大，剛度減小。

<2>，靜力強度——殘余應力對靜力強度并無影響。

<3>，壓桿的穩定承載力——有殘余應力的壓桿，在殘余應力區提前進入塑性狀態，截面的彈性區減小，桿件的抗彎剛度也相應減小，因此其穩定承載力降低。

<4>，疲勞強度和溫度冷脆——由于塑性變形受到約束，材料變脆，使裂紋容易產生和開展，疲勞強度也會降低，在低溫情況下，更容易形成冷脆裂紋。

5，焊接殘余變形對結構的影響

焊接殘余變形不僅影響結構的尺寸，使裝配困難，而且使構件產生初偏心和初彎曲等初始缺陷，在受荷載時引起附加內力，影響其承載能力。

6，焊接殘余應力的分布與大小

殘余應力的分布、大小與截面的形狀、尺寸、制造方法和加工過程等有關，而與鋼材的強度等級關系不大。

7，減少焊接殘余應力和殘余變形的方法：

如上所述，焊接殘余應力和殘余變形對結構性能均有不利影響，故應減小殘余應力并控制殘余變形過大，使其符合〈施工規范〉的規定，否則應進行矯正。殘余應力和殘余變形在焊接過程中是相互關連的。為了減小殘余變形，在施焊時應對焊件進行加強約束。

為了減小我們應考慮以下兩個方面：

〈1〉設計方面

〈2〉制造、焊接工藝方面。

焊接殘余應力分類及影響：

焊接殘余變形：焊接的不均勻加熱和高溫區的熱態塑性壓縮，使構件冷卻后產生一些殘余變形，如縱向縮短，橫向縮短，彎曲變形，角變形和扭曲變形等。

焊接殘余應力分類：

1）縱向焊接殘余應力；

2）橫向殘余應力；

3）沿焊縫厚度方向的殘余應力；

4）約束狀態下產生的焊接應力。

焊接殘余應力的影響

1）對結構靜力強度的影響：對于具有一定塑性的材料，在靜力荷載作用下，焊接殘余應力是不會影響結構強度的；

2）對剛度的影響：焊接殘余應力會降低結構的剛度；

3）對壓桿穩定的影響：焊接殘余應力會使壓桿的撓曲剛度減小，從而必定降低其穩定承載力；

4）對低溫冷脆的影響：在厚板和有三軸交叉焊縫的情況下，將產生三軸焊接殘余應力，阻礙塑性變形，在低溫下使裂紋容易發生和發展，加速構件的脆性破壞；

5）對疲勞的影響：焊接殘余應力對疲勞強度有不利影響，使焊縫及其附近產生高額殘余拉應力。

 減少焊接殘余應力和焊接變形的方法

1）采用合理的施焊次序：例如鋼板對接時采用分段退焊，厚焊縫采用分層焊，工字形截面按對角跳焊等；

2）施焊前給構件一個和焊接變形相反的預變形，使構件在焊后產生的焊接變形與之正好抵消；

3）對于小尺寸焊件，在施焊前預熱，或施焊后回火（加熱至600°C左右，然后緩慢冷卻），可以消除焊接殘余應力。也可以用機械方法或氧炔焰局部加熱反彎以消除焊接變形。

合理的焊縫設計

為了減少焊接應力與焊接變形，設計時在構造上采取一些措施：

1）焊接的位置要合理，焊縫的布置應盡可能對稱于構件重心，以減少焊接變形。

2）焊縫尺寸要適當，在允許范圍內，可以采用較小焊腳尺寸，并加大焊縫長度，使需要的焊縫總面積不變，以免因焊腳尺寸過大而引起過大的焊接殘余應力。焊縫過厚還可能引起施焊時燒穿、過熱等現象。

3）焊縫不宜過度集中。

4）應盡量避免三向焊縫相交，為此可使次要焊縫中斷，主要焊縫連續通過。

5）要考慮鋼板的分層問題，避免垂直于板面傳遞拉力。

此外，為了保證焊接質量，還應注意：焊縫連接構造要盡可能避免仰焊，并且施焊時焊條易于到達。

拓展

殘余應力的簡圖一般用直線或不太復雜的曲線組成。

◆   1、軋制普通工字鋼：翼緣厚度比腹板的厚度大的多，腹板在型鋼熱軋后先冷卻，翼緣在冷卻的過程中受到與其連接的腹板的牽制作用，因此翼緣產生拉應力，而腹板的中部受到壓縮產生壓應力；

◆    2、軋制H型鋼：翼緣的尖端先冷卻，因此具有較高的殘余壓應力；

◆    3、焊接工字鋼：翼緣具有軋制邊或火焰切割以后又經過刨邊的焊接工字形截面，其殘余應力與H型鋼類似，只是翼緣與腹板連接處的殘余拉應力可能達到屈服強度；

◆    4、具有火焰切割翼緣的焊接工字型截面：翼緣切割時的溫度場和焊縫施焊時類似，因此邊緣產生拉應力，翼緣與腹板連接處的殘余拉應力經常達到屈服強度；

◆    5、用很厚的翼緣板組成的焊接工字型截面：沿翼緣的厚度殘余應力也有很大變化，板的外表具有殘余壓應力，板端的應力很高可達到屈服強度，而板的內表在腹板連接焊縫處具有很高的殘余拉應力；

◆    6、焊接箱型截面：在連接焊縫處具有高達屈服強度的殘余拉應力，而在截面的中部殘余壓應力隨板件的寬厚比和焊縫的大小而變化，當寬厚比放大到40時殘余壓應力只有0.2fy左右；

◆    7、等邊角鋼：等邊角鋼的殘余應力，其峰值與角鋼邊的長度有關；

◆    8、軋制鋼管：軋制鋼管沿壁厚變化的殘余應力，他的內表面在冷卻時因受到先已冷卻的外表面的約束故有殘余拉應力，而外表面具有殘余壓應力。（熱軋圓管的拉壓殘余應力都比較小）

殘余應力使構件剛度降低，對壓桿的承載能力有不利影響，殘余應力的分布情況不同，影響程度也不同。此外，殘余應力對兩端鉸接的等截面挺直桿的影響和對有初彎曲柱的影響也是不同的。柱的長度不同，殘余應力的影響也不相同。