焊接溫度場是指在焊接熱源的作用下，焊件每一點的溫度分的綜合狀況可以將相同溫度的各點連線形成等溫線，不同溫度的等溫線綜合起來，可形象的表示溫度場溫度場沿熱源移動方向等溫線分布不對稱于熱熱源前面溫度場的等溫線密集，溫度梯度大，熱源后面等溫線稀疏，溫度梯度小，即溫度下降較慢不均勻的溫度分布使得焊接接頭在加熱冷卻過程中產生了不同應變和應力，不僅如此，在加熱冷卻過程中，金屬還會發生顯微組織的轉變，溫度場不僅直接通過熱應變，而且還間接通過隨金屬狀態和顯微組織變化引起的相變、應變決定焊接殘余應力。

金屬桿件在溫度變化時產生的應力和變形：

焊接是一個不均勻的加熱過程，焊接接頭各部位加熱和冷卻時尺寸變化和組織變化各不相同，比較復雜，為了更好地理解焊接應力變形的基本概念，現以一根金屬桿在加熱、冷卻過程中的四種狀態來進行討論：

1.金屬桿件處于自由延伸一自由收縮狀態，鋼棒被加熱而自由延伸在冷卻時又自由收縮而恢復到原始長度，在整個過程中不存在延伸阻力和收縮阻力，因此在鋼棒內不存在內應力也無最終尺寸變化；

2.金屬桿件處于自由延伸一限制收縮狀態，鋼棒被加熱時自由延伸而在冷卻時其收縮卻受到限制，這樣冷卻后在鋼棒內將產生拉應力，當拉應力大于該材料的抗拉強度時，導致鋼棒斷裂；

3.金屬桿件處于限制延伸一自由收縮狀態，如圖lc.鋼棒受熱時不能自由延而產生壓應力:隨著加熱溫度的提高，屆服極限隨之下降，并導致“鍛粗”，隨之壓應力下降，在冷卻時對收縮沒有限制，“鍛粗部位又不能恢復原態，故鋼棒將縮短，不存在殘余應力；

4.金屬桿件處于限制延伸一限制收縮狀態，加熱時鋼棒的延伸受到限制，產生壓應力隨著溫度的增加，鋼棒的屈服極限下降，直至產生“粗”隨之壓應力減小，在冷卻時，鋼棒的收縮受到限制，導致在鋼棒內產生拉應力(收縮應力)。