当焊件至常温时，暂时应力自行消失，对结构能没有。而残余应力是施焊结束金属冷缩残留在焊件内的应力，又称为锥形管收缩应力，对结构工作能有较，端固定约束而另端的钢构件，受热膨胀而增长，构件将恢复原尺寸，结构体系的热胀冷缩能够发展，构件内不会产生附加应力，因此也不会发生变形；但若热胀冷缩的发展受到约束则结构内会产生显著的内力。所示两端固定约束的构件，受热时构件的膨胀由于约束而在构件内产生较内力，使构件产生较变形，这点完全不同于所示热胀冷缩能发展的构件。若将构件加热到℃以上而达到塑状态此时，则加热过程中的伸长受热膨胀因受到约束而不能发展，内则产生压缩的塑变形，由于℃时钢材弹模量接近于零，所以无压缩应力。但是待至常温时，此杆件的冷缩不能发展，同样受到约束而在构件内产生较的拉应力，约束内则产生压应力来平衡构件内的拉应力，结构体系中应力自相平衡。

　　与此类似，过程是个不均匀加热和的过程，先施焊的焊缝则先凝固，施焊则的焊缝相对于先施焊位成为高温区。该高温区金属材料的收缩将受到先位的低温凝固金属材料的约束，因而该相对高温区金属材料内将产生拉应力。整个过程是个无任何外荷载参与的纯粹由于温度变而产生的应力变，是个自相平衡的结构应力，因此，既然高温区存在拉应力，相应地，低温区然存在压应力与平衡。这是残余应力产生的原因。锥形管的残余应力是体系自相平衡的内力具体来说，构件的残余内力可分为：纵向残余应力、横向残余应力、厚度方向的残余应力。所示为两块钢板对接的残余应力分布况纵向残余应力施焊时电弧对钢板不均匀加热，焊缝及其附近热区金属达到热塑状态，其过程中由于远离焊缝的金属约束该高温区的收缩，因而焊缝区发生了很的纵向沿焊缝长度方向残余拉应力。

　　在低碳钢和低合金钢中这种纵向焊件残余拉应力甚至达到钢材的屈服点相应地，由于体系内力的自相平衡，低温区金属受到纵向残余压应力，见横向残余应力产生纵向残余应力的同时，在垂直于焊缝方向产生横向残余应力，其原因是当焊缝纵向收缩时，有使两块钢板向外弯成弓形的趋势，见，但这种趋势被焊缝金属所阻止，因而产生焊缝中受拉、两端受压的横向应力，见由于焊缝是依次施焊的，焊分的收缩因受到已经冷缩的先焊分的约束，焊分产生横向拉应力，并使邻近的先焊分产生横向压应力，见。锥形管的焊缝的横向残余应力是上述两种原因产生的应力的合成，见，横向残余应力值般不高数量级内。纵向和横向残余应力在焊件中焊缝中形成了同号双向拉应力场，见，这就是结构易发生脆破坏的原因沿焊缝厚度方向的残余应力在厚钢板的连接中焊缝需要多层施焊，因此，除有纵向和横向残余应力外，沿厚度方向还存在着残余应力，见这三种应力形成较严重的同号三向应力场，使焊缝的工作更为不利。