高频车刀焊接设备在对工件进行焊接热处理时，受周围环境以及自身因素的影响，工件会产生焊接应力和变形缺陷，这些缺陷轻则使工件的尺寸发生变形，重则造成产品的报废。因此，了解焊接应力和变形产生的原因及其预防措施是非常重要的。今天，我们先看看焊接应力和变形缺陷产生的原因。

    焊接过程是对金属进行局部加热和冷却的过程，这会造成金属内部不均匀的膨胀与收缩，产生焊接变形和应力。

    假设在焊接过程中焊件整体受热是均匀的，加热膨胀和冷却将不受拘束而处于自由状态，那么焊后焊件不会产生焊接残余的应力和变形。

    焊接时产生变形和应力的过程可借助金属棒的加热和冷却过程加以解释。

    1.金属棒在加热和冷却时产生变形和应力的原因

    1)金属棒在加热和冷却时自由膨胀和收缩 钢棒在自由状态下加热发生膨胀（伸长），随后冷却时发生收缩（缩短)，冷却到室温后，钢棒又回到原来的长度，既没有发生变形，也没有产生应力。

    2)金属棒在加热时膨胀受阻、在冷却时收缩自由 金属棒加热时，膨胀受到阻碍，产生了压应力。在压缩应力的作用下，金属棒会产生一定的热压缩塑性变形，冷却时金属棒可以自由收缩，冷却到室温后金属棒长有所缩短，应力消失。

    3)金属棒在加热和冷却时膨胀和收缩都受拘束 金属棒在加热和冷却过程中都受到拘束，其长度几乎不能伸长也不能缩短。加热时金属棒内产生压缩塑性变形，冷却时的收缩使金属棒内产生拉应力和拉伸变形，当冷却到室温后金属棒长度几乎不变，但是金属棒内产生了较大的拉应力。

    2.焊接过程中产生变形和应力的原因

    在焊接过程中，高频车刀焊接设备对焊件进行了局部的不均匀加热。焊缝附近的金属被加热到高温时，由于受到其周围较低温度金属的阻碍，不得自由膨胀而产生了压应力。如果压应力足够大，就会产生压缩塑性变形。当焊缝及其附近金属冷却发生收缩时，同样也会由于受到周围较低温度金属的拘束，不能自由地收缩，在产生一定的拉伸变形的同时，产生了焊接拉应力。

    焊接残余应力和残余变形既同时存在，又相互制约。如果使残余变形减小，则残余应力会增大；如果使残余应力减小，而残余变形相应会增大，应力和变形同时减小是不可能的。

    在实际生产中，往往焊后的焊接结构既存在一定的焊接残余应力，又产生了一定的焊接残余变形。

    通过以上的分析可知：焊接过程中，对焊件进行局部不均匀的加热是产生焊接应力和变形的主要原因。焊接接头的收缩造成了焊接结构的各种变形。

    焊接应力和变形对工件的危害是非常大的，因此，我们在进行焊接工艺时，应十分认真，仔细，确保焊件加热均匀，避免此类缺陷的产生。