焊件在焊接過程中，熱應力、相變應力、加工應力等超過屈服極限，以致冷卻后焊件中留有未能消除的應力。這樣，焊接冷卻后的殘余在焊件中的宏觀應力稱為殘余焊接應力。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產生焊接應力和變形的根本原因。焊接是一個局部受熱然后冷卻的過程，由于構件溫度場不均勻變化將引起殘余應力和殘余變形。對于鋼結構而言，由于焊接殘余應力的存在，其數值大小、分布形態對焊接結構的靜載強度、疲勞強度、斷裂特性、剛度和穩定性會產生很大的影響，尤其會使焊接結構在使用期間產生失穩與開裂，顯著地縮短構件的使用壽命。

焊接殘余應力分析儀快速、高新測量焊縫殘余應力。

焊接中、焊縫處溫度迅速升高，體積膨脹。熱影響區溫度低，阻礙焊縫膨脹，結果焊縫處產生壓應力，熱影響區產生拉應力。但此時焊縫處于塑性狀態，焊縫被壓應力墩粗，松弛了此應力。
焊后冷卻時，熱影響區冷卻速度快，很快進入彈性狀態，焊縫處溫度高，處于塑性狀態。這時焊縫收縮，較熱影響區收縮慢，焊縫阻礙熱影響區收縮，焊縫仍受壓應力，影響區受拉應力。但焊縫處于塑性狀態，焊縫的塑性墩粗，松弛了此應力。
熱影響區溫度不斷降低，冷卻速度也變慢，當焊縫的冷卻速度高于熱影響區時，焊縫收縮較快，焊縫的收縮受到熱影響區阻礙，應力方向發生了轉變，焊縫受拉應力，熱影響區受壓應力。當焊縫和熱影響區都進入彈性狀態時，因焊縫溫度高，冷卻速度快，收縮量大，熱影響區溫度低，冷卻速度低，收縮量小，焊縫收縮受到熱影響區阻礙，結果焊縫受拉應力，熱影響區受壓應力。此時沒有塑性變形，這一對壓應力，隨著溫度的降低，焊縫收縮受阻礙越來越大，拉應力也越來越大，直至室溫，拉應力可近似于屈服極限。

確保高質量的焊縫并不是一件容易的事，因為在整個焊接區域上的快速加熱和冷卻會產生殘余應力并改變淬火性能。因而，焊縫被識別為易于發生機械故障的關鍵部分。機械故障涉及負載，時間，材料，制造過程和環境的極其復雜的相互作用。焊接效果的結果應在結構設計中予以補償。隨著需求的增長，需要研究新材料?，F代高強度鋼存在問題，因為很難找到合適的填充材料。

由于焊接材料的熔化，焊縫附近會發生微觀結構變化。這導致了熱影響區（HAZ）的發展。對于較高屈服強度的材料，HAZ可能導致較低的硬度和松弛的有益殘余應力。這些問題可以通過選擇正確的焊縫尺寸和類型來控制。由于焊接接頭缺乏融合和咬邊。這些缺陷可能會成為裂紋萌生的潛在場所。在較壞的情況下，由于快速加熱和冷卻，殘余應力會發生變化，從而導致較高的應力集中和拉伸應力會顯著降低疲勞強度。

使用X射線衍射法的便攜式焊接應力分析儀來測量焊縫上的殘余應力是比較先進檢測手段。測量中機器人進行移動，從而可以測量幾乎任何形狀或大小的樣品的殘余應力。

焊縫表面上的典型殘余應力分布圖如下：焊縫中的殘余應力通常是平行拉伸的，尤其是在焊縫橫向的焊趾區域 。

通過優化焊接程序和后處理，可以將熱影響區的影響降到較低。 有許多不同的后處理方法可用：焊后熱處理，TIG修整，錘擊噴丸，毛刺磨削，高頻機械沖擊處理（HFMI）等。

使用X射線衍射時測量深度很淺，距離表面只有幾微米。為了進行更深的測量，還需要去除材料。 在不影響殘余應力的情況下去除材料的一種方法是電拋光。 利用電拋光方法可以測量深度分布。 當X射線衍射和電拋光與機器人結合使用時，深度輪廓可以制成3D。