Сварка забезпечує найміцніше і надійне з'єднання, якщо проведена правильно. Однак при порушенні технології в конструкції виникають напруги і деформації, викликані зварювальним процесом. Спотворюється форма і розміри виробу, в результаті чого воно не може виконувати свої функції.

Що таке напруга
Зварювальне напруга визначають як силу, що діє на одиницю площі вироби. Воно може бути викликано розтягуються, изгибающим, обертовим, стискає або зрізати зусиллям. Ці сили досягають таких величин, що в процесі експлуатації напруги і деформації в окремих деталях призводять до руйнування всієї конструкції. Крім цього відбувається зниження антикорозійних властивостей, змінюються геометричні розміри і жорсткість конструкції.

Напруги і деформації бувають тимчасовими і залишковими. Які зварювальні деформації називають тимчасовими, а які залишковими визначається просто. Тимчасові з'являються під час зварювання деталей, другі з'являються і залишаються після закінчення зварювання і охолодження конструкції.

причини появи
Головні причини виникнення напружень і зварювальних деформацій такі:
• неоднорідний нагрів металевих заготовок;
• усадочні зміни сплаву в звареному шві;
• фазові зміни, що виникають при переході розплавленого металу з одного стану в інший.

Одним з властивостей металів є їх здатність розширюватися при підвищенні температури і стискатися при охолодженні. При плавленні в області зварювального з'єднання з'являється неоднорідна термозона. Вона викликає напруги стискає або розтягує властивості. Якщо ці напруги перевищують межу текучості металу, то відбувається зміна форми вироби, виникають залишкові деформації.
Різновиди деформацій залежать від того, в яких обсягах вони проявляються. Виділяють три роду. Деформації першого роду діють в макрооб'ємів, деформації другого роду відбуваються в межах кристалічних зерен, а третього роду відбуваються в кристалічній решітці металу.

Деформації та напруги при зварюванні виникають і при кристалізації зварного шва, коли відбувається усадка рідкого металу. Обсяг остигаючого рідкого металу зменшується, це викликає напруження всередині металу. Паралельно і перпендикулярно осі зварювального шва формуються напруги, які викликають зміну форми вироби. Поздовжні сили викликають зміни довжини зварного шва, а поперечні призводять до кутових деформацій.
При перевищенні певних граничних температур при зварюванні вуглецевих і легованих сталей відбувається їх структурний перетворення. У них з'являється інший питомий об'єм і змінюється коефіцієнт лінійного розширення, що призводить до величезних зварювальним напруженням. Найбільші з них виникають в легованих сталях. У них утворюються гартівні структури, які при охолодженні не повертаються до колишньої структури металу, як в більшості випадків, а зберігають колосальні напруги можуть привести до руйнування зварного шва. Для цих сплавів розробляються спеціальні технологічні процеси, що знижують залишкові напруги і деформації.

як запобігти
Для попередження шкідливих впливів зварювальних деформацій необхідно дотримуватися таких правил і провести кілька заходів:
• зварних швів повинно бути мінімум, і вони повинні бути якомога коротше;
• кількість пересічних і разнотолщинних швів так само зводять до мінімуму;
• зварювальні з'єднання роблять з плавним переходом товщини;
• метал наплавляют в мінімальній кількості;
• в найнапруженіших місцях конструкції шви зовсім не роблять;
• залишають припуск на усадку.

Необхідно правильно вибирати спосіб зварювання, який залежить від зварюваності матеріалів, енергії та режиму. Щоб зменшити зону прогріву, потрібно збільшити швидкість зварювання. Для збільшення глибини зварювання (прогрів в товщину) необхідно збільшити силу струму.
Для зменшення шкідливих впливів нагріву в зоні зварювання зварнику необхідно по можливості уникати прихваток.
Позитивний результат дає використання затискачів та інших зварювальних пристосувань. Вони дозволяють зберегти рухливість деталей при зварюванні в поздовжньому напрямку і перешкоджати кутовому переміщенню.
Заготовки розташовують таким чином, щоб виникаючі при охолодженні зварювальні деформації були протилежні напруженням.

Для зменшення залишкових напруг і деформацій треба використовувати попередній нагрів. Крім цього потрібно правильно вибрати технологію зварювання.
Послідовність накладення швів повинна врівноважувати виникають напруги. Накладати шви треба так, щоб зварюються деталі мали найбільшу рухливість. У процесі зварювання проводять проковку зварного шва, що деформує холонуче зварене з'єднання і зменшує вплив усадки. 

Способи усунення напруг
Напруження усувають відпалом або механічними методами. Відпал є найефективнішим методом зняття напружень. Його застосовують, коли до виробу пред'являються підвищені вимоги до точності геометричних розмірів. Він може бути загальним або місцевим. Найчастіше отжиг проводять при 550-680 ° C. Виділяють три його стадії: нагрівання, витримка, охолодження.
З механічних способів усунення напружень застосовують проковку, прокатку, вібрацію, обробку вибухом, що призводять до пластичної деформації зворотного знака.
Проковування роблять пневмомолотком, а віброобробка спеціальним пристроєм викликає вібрацію вироби з резонансною частотою в межах 10-120 Гц протягом декількох хвилин.

Способи усунення деформацій
Зварювальні деформації можуть проходити в площині і з виведенням з площини. Про деформаціях в площині кажуть, коли змінюються геометричні розміри конструкції. Деформація з площини відповідає кутовим змін деталі, викривлення листкової поверхні.
Для усунення таких явищ застосовують термічну правку з місцевим або загальним нагріванням, холодну механічну і термомеханічну.

Термічний спосіб з місцевим нагріванням грунтується на тому, що при охолодженні метал стискується. Для усунення зварювальних деформацій розтягнуту частину виробу спочатку нагрівають (пальником або дугою), при цьому навколишній сплав залишається холодним і не дає гарячого ділянці сильно розширитися. При охолодженні виріб випрямляється. Так правлять балки, листові смуги і деякі інші деталі.
Якщо відбувається повний отжиг, то конструкцію закріплюють в пристрої, що створює тиск на необхідні зони, і поміщають в піч для нагрівання.
Холодне випрямлення роблять, використовуючи постійні навантаження. Для цього застосовують різні преси або валки для прокатки довгомірних виробів типу труб або двотаврових балок, в необхідних місцях вони деформуються.

Термомеханічну правку виробляють із застосуванням силового навантаження при місцевому нагріванні вироби. Такий спосіб застосовують до сильно розтягнутим деталей. Спочатку збирають надлишок металу в так звані купола, а потім прогрівають ці ділянки.
Технологію правки вибирають в залежності від особливостей зварювальної деформації і типу металевого виробу, його розмірів, конфігурації. Звертають увагу також і на трудовитрати, зупиняючись на найефективнішому методі.