焊接變形是我們在焊接過程中的一個難題，為了保證焊接過程的連續進行，以及保證產品的尺寸精度，需要採用一系列措施來控制變形。甚至對於有些複雜結構件的焊接，還需要事先進行模擬，再來制定合適的工藝。那麼，焊接變形到底是怎麼產生的呢？首先我們需要明確以下幾個概念：
一、焊接應力
物體在受外力作用後，以及在物理、化學或物理化學變化過程中，如溫度、金相組織或化學成分等變化時，其內部會產生內力。作用在物體單位截面上的內力叫做應力。應力分為工作應力和內應力。物體由於外力的作用在其單位截面上出現的內力稱為工作應力；在無外力作用的情況下而存在於內部的應力稱為內應力。
二、變形
物體在外力或溫度等因素的作用下，其形狀和尺寸發生變化，這種變化稱為物體的變形，按照性質不同，可分為彈性變形和塑性變形。當外力去除後，能恢復原狀的，稱為彈性變形，不能恢復的則稱為塑性變形（這個對於後面的解釋非常重要）
三、焊接應力與焊接變形
焊接應力是焊接過程中及焊接結束後，存在於焊件中的內應力。由焊接而引起的焊件尺寸的改變稱為焊接變形。焊接結束後，殘留在焊接結構中的應力與變形，稱為焊接殘餘應力和焊接殘餘變形。造成焊接應力與變形主要是4個方面的原因：1.焊件的不均勻受熱；2.焊縫金屬的收縮；3.金相組織的變化；4.焊件的剛性和拘束。下面用以下模型來分析：
（1）不受約束的杆件在均勻加熱時的應力與變形
自由延伸-自由收縮模型不受約束的杆件在均勻加熱與冷卻時，其變形屬於自由變形，在杆件加熱過程中不會產生任何內應力，冷卻後也不會有任何殘餘應力和殘餘變形
（2）受約束的杆件在均勻加熱時的應力與變形
受約束杆件的變形屬於非自由變形，既存在外觀變形，也存在內部變形。此時的應力與變形情況分為兩種：
條件一：
如果加熱溫度較低，沒有達到材料的屈服點溫度時，材料的變形為彈性變形，加熱過程中杆件內部存在壓應力的作用；當溫度恢復到原始溫度時，杆件自由收縮到原來的長度，壓應力全部消失，不存在殘餘變形和殘餘應力
條件二：
如果加熱溫度較高，達到或超過材料的屈服點溫度時，則杆件中產生壓縮塑性變形，內部變形由彈性變形和塑性變形兩部分組成，甚至全部由塑性變形組成。當溫度恢復到原始溫度時，彈性變形恢復，塑性變形不可恢復，可能出現以下三種情況：
1）如果杆件加熱時自由延伸，冷卻時限制收縮，那麼杆件內既有殘餘應力又有殘餘變形
自由延伸-限制收縮模型2）如果杆件加熱時不能自由延伸，可以自由收縮，那麼杆件中沒有殘餘應力，只有殘餘變形
限制延伸-自由收縮模型3）絕對拘束，那麼杆件中存在殘餘應力而沒有殘餘變形
絕對拘束模型實際焊接中的焊件，與上述的第一種情況相似，焊後既有焊接應力存在，又有焊接變形產生。
明確了以上概念後，下一次，具體分析焊件為何產生變形，例如平對接的時候，角變形為何是往上的，而不是往下的