在没有外力作用下，焊件中的焊接应力是自平衡的。焊接过程中温度场的不均匀性，以及由此引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力的根本原因。焊接应力的大小和分布一般比较复杂，与焊接材料、结构类型和尺寸、焊接接头形式、焊接方法和工艺参数、施焊顺序和方向等有关。

根据焊接应力在被焊工件中的方位不同，可将焊接应力分为纵向应力、横向应力和厚向应力。实际上，焊接应力都是三维应力。但对于薄板，厚向应力相对较小，可按二维应力处理。根据焊接应力发展的时序不同，可分为瞬态（过程）焊接应力和残余焊接应力。瞬态（过程）焊接应力是当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时，焊件中存在的应力；残余焊接应力是当焊接作业完成，温度场回复均匀后，焊件中残存的应力。焊接残余应力的存在，在一定条件下会影响焊件使用性能，因此，焊接残余应力是焊接设计和制造中必须考虑的问题。

在设计或服役过程中，焊接残余应力的大小和分布，需要通过实验测定或数值计算的方法来获得。焊接残余应力对焊件力学性能和使用性能的影响，主要表现在以下6个方面：①对强度的影响。如果在高残余拉应力区中存在严重的缺陷，而焊件又在低于脆性转变温度下工作，则焊接残余应力将使静载强度降低。在循环应力作用下，如果在应力集中处存在着残余拉应力，则焊接残余拉应力将使焊件的疲劳强度降低。②对刚度的影响。焊接残余应力与外载引起的应力相叠加，可能使焊件局部提前屈服产生塑性变形，焊件的刚度会因此而降低。③对受压焊件稳定性的影响。焊接杆件受压时，焊接残余应力与外载荷所引起的应力叠加，可使杆件局部屈服或使杆件局部失稳，杆件的整体稳定性将因此而降低。残余应力对稳定性的影响取决于杆件的几何形状和内应力分布。残余应力对非封闭截面（如工字形截面）杆件的影响比封闭截面（如箱形截面）的影响大。④对加工精度的影响。如果焊件在加工前的初始状态存在残余应力，机械加工过程会使原始残余应力得到释放，平衡状态被破坏，使焊件产生新的变形，最终导致加工精度下降。焊件的刚度越小，加工量越大，对精度的影响也越大。⑤对尺寸稳定性的影响。焊接残余应力随时间发生一定的变化，焊件的尺寸也随之变化，即焊件的尺寸稳定性受残余应力稳定性的影响。⑥对耐腐蚀性的影响。焊接残余应力能导致应力腐蚀开裂。

为了消除和减小焊接残余应力，在焊接结构设计阶段、焊接制造过程及焊后应采取相应的措施和方法。在设计阶段，要降低焊缝的拘束度、避免焊缝的密集布置和交叉等。在焊接制造过程中应采取合理的焊接顺序和方向，尽量先焊接收缩量大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝；焊前预热；焊接时采取降低焊件的刚度和焊缝拘束度的工艺措施；反变形法补偿焊缝收缩量；在焊件的适当部位局部加热，使焊缝能比较自由地收缩等。焊后热处理（高温回火）是消除焊接残余应力的常用方法。整体消除应力的热处理效果一般比局部热处理好。焊后利用机械或冲击的方法也能减小残余应力，如锤击焊缝区、滚压焊缝区、振动时效、喷丸处理等。