當構件的實際應力超過屈服強度時，將產生不可恢復的*變形，厚板焊縫殘余應力的形成主要是由于焊接過程中不均勻的塑性變形和不均勻的相變結果產生的。在焊接過程中焊縫及周邊區(qū)域出現超過材料屈服強度值的高值殘余拉壓應力有以下幾方面的原因。

1、焊縫局部由高溫降低，焊縫材料經歷了一個復雜的相變過程，晶格重新分布，接近焊縫附近母體材料的相變過程亦很復雜，由不均勻溫度場產生的應力場重新分布；

2、材料的屈服應力是由材料在單向常溫受拉應力狀態(tài)下測得的，沒有考慮材料的強化，也沒有考慮材料在多項應力狀態(tài)下的屈服特性，而多相應力狀態(tài)下的屈服特性是無法由實驗室環(huán)境測得的。

3、焊縫材料在收縮過程中，由于軸向和徑向正應力不等，主應力*大方向上的材料首先進入屈服狀態(tài)，軸向和徑向兩個方向上的材料屈服經歷了不同的歷史，這種現象使得本來是處于各向同性的金屬材料，表現了各向異性的特性，首先強化的方向屈服強度會超過單向拉伸時測得的值。

因此，在*大主應力方向上，材料會較之其他方向強化的厲害一些，其殘余應力的值會超過材料在單向應力狀態(tài)下測得的屈服應力值。

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