1.金属的弹性变形和塑性变形

金属在外力作用下，产生一定的变形。变形将引起金属晶格结构的变化，从而导致力学性能的变化。例如钢板经过卷简加工后，塑性和韧性将有一定程度的下降，同时强度和硬度将有一定程度的上升。又如铁丝在反复弯折时可以感到它逐渐变硬。这些都是晶格结构发生变化的结果。

金属在外力的作用下产生的变形分弹性变形和塑性变形两种。金属在弹性变形时只发生原子之间距离的暂时性变化。当引起变形的外力去除后，晶格恢复原来的形状，金属的外形也就完全恢复为原来的外形。当作用在晶体上的外力继续增加时，晶体就继续变形。当变形

量超过金属弹性变形能力的极限后，便开始产生塑性变形。

经过塑性变形的金属，晶粒沿着外力的方向被拉长了。在每个伸长的晶粒里，晶格受严重的歪扭，其结果是金属的硬度和强度提高，塑性和韧性降低。变形金属产生所谓加工硬化的现象。焊接件在生产过程中的卷筒、压弯、冷校直等均属于冷加工，也都发生不同程度的加工硬化现象。

硬化现象不仅发生在冷塑性变形的瞬间，而且在变形以后，金属的硬度继续在缓慢地升高，只不过是在冷塑性变形的瞬间硬度上升较快，而在这以后，硬度的上升逐渐缓慢下来。这种随着时间的延长，硬度逐渐升高的现象，叫做金属在冷塑性变形后的“自然时效”。工业上为了检验时效以后的金属韧性，常常采用在冷塑性变形后再加热的办法加速时效的过程。这种办法叫做“人工时效处理”。焊接试板的人工时效处理方法是：将焊接试板初步加工后，放在拉力试验机上，顺着焊缝方向将焊缝金属及其两侧的热影响区及母材一起拉长10%(或5%)。然后放入炉中加热到250℃,保温1h,空气中冷却。从这种处理过的试板上截取的焊缝冲击试样所获得的冲击韧度，叫做该焊缝的时效冲击韧度。对某一焊接结构的焊接接头或焊缝金属，是否需要进行时效冲击韧度试验，由设计部门规定。

2.金属的再结晶

经过塑性变形的金属还可以恢复其塑性和韧性，其办法是，通过热处理消除晶格的歪扭现象，使原子重新回到稳定位置。这时金属的硬度和强度回降，塑性和韧性回升。这种热处理叫做再结晶热处理。

每一种金属都有一定的再结晶温度。这个温度--般与金属的熔点高低有关。例如铁为450℃左右，铜为300℃左右，铅和锡的再结晶温度甚至低于室温。当采用的热处理温度高于该金属的再结晶温度时，再结晶的过程可以加速完成。例如工业上，钢在600～680℃进行低温退火可以用于经过冷加工变形后的冷拔

钢丝、冷轧钢板或冷加工变形后的焊接件，使它们通过再结晶，降低钢的硬度、强度和脆性，提高韧性和塑性，并消除内应力。

在焊接件的生产中，钢材及随之一起冷变形的焊缝(如带有焊缝钢板的卷筒、冷校或冷冲压),并不是在所有情况下都必须经过再结晶热处理后才能保证焊接件的安全使用。对于不同的材料及不同的冷变形量，一般要由设计者规定是否进行热处理。

3.晶粒度对金属塑性变形能力的影响

在化学成分及组织结构相同的情况下，细晶粒比粗大晶粒金属的塑性和韧性高。在焊接时，一般都要注意避免在焊接接头中出现晶粒粗大的过热组织。这种严重过热的组织，多半是由于焊接热输入过大、工件散热条件不好或预热温度过高等工艺原因所造成。焊接时的过热组织主要发生在热影响区的过热区，有时也发生在焊缝金属，因为这些部位有可能由于上述工艺上的原因，在过热温度下停留的时间过长，使晶粒过分长大。