焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。分为熔化焊、 压力焊及钎焊三大类。使被连接的构件表面局部加入融化成液体， 然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。

利用摩擦、 扩散和加压等物理作用克服两个连接表面的不平度， 除去（挤走） 氧化膜及其他污染物， 使两个连接表面上的原子相互接近到晶格距离， 从而在固态条件下实现的连接统称为固相（压力） 焊接。利用某些熔点低于被连接构件材料熔点的熔化金属（钎料） 作连接的媒介物在连接界面上的流散浸润作用， 然后冷却结晶形成结合面的方法称为钎焊。

目前生产（施工） 上广泛应用的焊接热源主要是电弧， 其次是电阻、 等离子和电子束， 至于电渣（间接电阻） 和激光， 则应用相对较少。这些热源当中除电渣焊外， 其他热源加热的共同特点， 就是加热速度很快， 达到局部熔化后又以一定的冷却速度冷至常温。熔焊时理想的热过程应当是热能极其集中， 并能在很短的时间完成焊接过程。

焊件上加热区的能量分布， 热源把热能传递给焊件是通过焊件上一定的作用面积进行的。进一步分析时， 加热区又可分为加热斑点区和活性斑点区。活性斑点区是带电质点（电子和离子） 集中轰击的部位， 并把电能转为热能；在加热斑点区焊件受热是通过电弧的辐射和周围介质对流进行的， 在该区域内热量分布是不均匀的， 中心高， 边缘低， 如同立体高斯椎体。影响热能分布的因素根据实验，不同焊接方法和不同焊接工艺参数对热能的分布都有不同的影响。

焊接接头的形成一般都要经历加热、 熔化、 冶金反应、 凝固结晶、 固态相变，直至形成焊接接头。焊接热过程， 熔焊时被焊金属在热源作用下发生局部受热熔化， 使整个焊接过程自始至终都在焊接热过程中发生和发展的。它与冶金反应、凝固结晶和固态相变、 焊接温度场和应力变形等均有密切的关系， 成为影响焊接质量和生产率的重要因素之一。焊接化学冶金过程， 熔焊时， 金属、 熔渣与气相之间进行一系列的化学冶金反应， 如金属氧化、 还原、 脱硫、 脱磷、 掺合金等。

这些冶金反应可直接影响到焊缝的成分、 组织和性能。因此如何控制化学冶金过程是提高焊接质量的重要途径， 可通过焊接材料向焊缝中加入微量元素（如 Ti、Mo、 Nb、 V、 Zr、 B 和稀土等） 进行变质处理， 从而提高焊缝的韧性；也可通过适当降低焊缝中的碳， 并最 大限度排除焊缝中的硫、 磷、 氧、 氮、 氢等杂质进行净化焊缝， 也可提高焊缝的韧性。焊缝时的金属凝固结晶和相变过程， 随着热源离开， 经过化学冶金反应的熔池金属就开始凝固结晶， 金属原子由近程有序排列转为远程有序排列， 即由液态转变为固态。对于具有同素异构转变的金属， 随温度下降， 将发生固态相变。例如钢铁材料， 将发生δ （高温铁素体） —γ（奥氏体） —α （铁素体） 转变。因焊接条件下是快速连续冷却， 并受局部拘束应力的作用， 因此， 可能产生偏析、 夹杂、 气孔、 热裂纹、 冷裂纹、 脆化等缺陷。故而控制和调整焊缝金属的凝固和相变过程， 就成为保证焊接质量的关键。与此同时，熔合区和进焊缝两侧的母材、 焊接时也同样受到热的作用， 由于热影响区中各点所经受的温度循环不同， 所以各点所发生的组织转变也不同。由此看来， 焊接接头是由两部分所组成， 即焊缝及热影响区， 其间有过渡区， 称熔合区；焊接时除必须保证焊缝金属的性能之外， 还必须保证焊接热影响区的性能。

焊接时， 由于焊件是局部受热焊件中存在很大的温度差， 因此， 不管是焊件内部还是焊件与周围介质之间都会发生热能的流动（即传导、 对流和辐射）。由于焊接温度场的存在必然会产生内应力， 温度应力是由于构件受热不均匀引起的， 如果温度不高（低于材料的屈服极限）， 不产生塑性变形， 那么当温度均匀化后， 热应力亦随之消。残余应力如果不均匀温度场所造成的内应力达到材料的屈服限， 使局部区域产生塑性变形。当温度恢复到原始的均匀状态后， 就会产生新的内应力， 这种内应力是温度均匀后残存在物体中的；另外我们知道金属在相变时其比容也有所变化， 也就是说其尺寸有所变化， 如果温度升高使局部金属发生相变， 伴随这种相变所出现的体积变化产生新的内应力， 当温度恢复到原始状态后， 如果相变的产物还保留下来， 那么这就产生相变应力。通过焊接热处理可以改善焊接接头质量。

焊接热处理是在焊接之前， 焊接过程中或焊接之后， 将焊件全部或局部加热到一定的温度， 保温一定的时间， 然后以适当的速度冷却下来， 以改善工件的焊接工艺性能和力学性能， 是改善焊接接头的金相组织的一种工艺方法。焊接热处理包括预热、 后热和焊后热处理。

预热是焊接时的一项重大工艺措施， 尤其是焊接厚工件， 对其进行焊前预热，可防止或减少应力的产生。对于焊接某些重要构件， 如高压厚壁容器或塑性较差以及淬火倾向很强的焊件， 都要进行焊前预热， 以防止焊接过程中产生裂纹。预热的作用在于提高焊接接头温度， 减少焊缝金属与母材间的温差， 降低焊缝冷却速度， 控制钢材组织转变， 避免在热影响区中形成脆性马氏体， 减少局部硬化，改善焊缝质量， 同时由于预热减缓熔池冷却速度， 有利于排气、 排渣， 故可减少气孔、 夹渣等缺陷。焊件是否需要预热以及预热温度是多少， 应根据钢材的化学成分（淬硬性）， 板厚、 容器的结构刚性、 焊接形式、 焊接方法和焊接材料及环境温度等综合考虑。构件尺寸不大时， 可进行整体预热；如构件尺寸很大， 整体预热反而会增加温度分布不均， 对防止产生应力毫无好处。

后热， 焊接工作停止后， 立即将焊件加热到一定的温度（300℃～400℃），保温一定的时间（2h～4h）， 使焊件缓慢冷却下来， 以加速氢的逸出的一种焊接热处理工艺。

焊后热处理：焊后热处理主要有退火、 回火、 正火及淬火工艺。

钢的退火工艺：根据钢材的加热温度、保温时间及冷却状况可分为完全退火、不完全退火、 去应力退火三种。

完全退火：是将钢件加热到临界 Ac 3 （对亚共析钢而言， 是指珠光体全部转变为奥氏体、 过剩相铁素体也完全消失的温度） 以上适当温度， 在炉内保温缓慢冷却的工艺方法。其目的是细化组织、 降低硬度、 改善加工性能及去除内应力。

完全退火适用于中碳钢和中碳合金钢的铸、 焊、 轧制件等。

不完全退火：是将钢件加热到临界点 Ac 1 ～Ac 3 或 Acm（Ac 1 是指碳素钢加热时， 珠光体开始转变为奥氏体的温度；Acm 是指过共析钢中， 珠光体完全转变为奥氏体、 过剩相渗碳体也全部溶解的温度） 之间适当温度， 保温后缓慢冷却的工艺方法。其目的是降低硬度、 改善切削加工性能、 消除内应力。常用于工具钢工件的退火。

预应力退火：去应力退火是将钢件加热到临界点 Ac 1 以下适当温度， 保持一定时间后缓慢冷却的方法。其目的是为了去除由于变形加工、 机械加工、 铸造、锻造、 热处理及焊接等过程中的残余应力。对于焊接钢件， 一般其加热温度为500～550℃， 保温时间为 2h～4h。当薄壁、 易变形件焊接时， 退火温度应低于下限温度。

钢的正火工艺：是将钢件加热到临界点 Ac 3 或 Acm 以上适当温度， 保持一定时间后在空气中冷却， 得到珠光体基体组织的热处理工艺。其目的是消除、 细化组织， 改善切削加工性能及淬火前的预热处理， 也是某些结构件的最终热处理。

正火较退火的冷却速度快， 过冷度大， 其得到的组织结构不同于退火， 性能也不同。如经正火处理的工件其强度、 硬度、 韧性较退火为高， 且生产周期短、 能量耗费少， 故在可能情况下， 应优先考虑正火。

钢的淬火工艺：是将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却， 使工件在横截面内全部或一定范围内发生马氏体不稳定组织结构转变的热处理工艺。其目的是为了提高钢件的硬度、 强度和耐磨性， 多用于各种工模具、 轴承、 零件等。

钢的回火工艺：是将经过淬火的工件加热到临界点 Ac 1 以下适当温度， 保持一定时间， 随后用符合要求的方式冷却， 以获得所需的组织结构和性能。其目的是调整工件的强度、 硬度、 韧性等力学性能， 降低或消除应力， 避免变形、 开裂，并保持使用过程中的尺寸稳定。可分为低温回火、 中温回火及高温回火。

低温回火：将钢件加热到 150～250℃回火， 稳定组织， 已得到高的硬度与耐磨性， 降低内应力及脆性。主要用于各种高碳钢的切削工具、 模具、 滚动轴承等的回火处理。

中温回火：将钢件加热到 250～500℃回火， 使工件得到好的弹性、 韧性及相应的硬度。一般适用于中等硬度的零件、 弹簧等。

高温回火：将钢件加热到 500～700℃回火， 即调制处理， 因此可获得较高的力学性能， 如高强度、 弹性极限和较高的韧性。 主要用于重要结构零件。 钢经调制处理后不仅强度较高， 且塑性、 韧性更显著， 超过正火处理的情况。

焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。热处理的加热和冷却力求内外壁均匀。 在制定热处理工艺时， 应考虑下列因素： 对有再热裂纹倾向的钢种， 焊后热处理温度应避开敏感温区， 升、 降温时， 应尽快通过温度敏感区， 且避免在此温度区间停留； 对有第二类回火脆性的钢种， 焊后热处理应采用快速冷却的方式； 冷拉焊接接头所用的加载工具， 必须待焊接热处理完毕后， 方可拆除。