焊接过程是一个不均匀的加热与冷却的过程。不均匀性的加热和冷却会引起残余应力与变形的产生，还会造成焊接接头组织与性能的不均匀性。残余应力与变形会引起焊接结构形状尺寸不合格，降低焊接结构强度等。组织与性能的不均匀使得焊接接头成为最薄弱的环节。消除或减少残余应力与变形、改善接头的组织与性能是提高焊接质量的重要的途径。实时超声冲击是新提出的一种可以减小焊接残余应力与变形并能改善焊缝组织与性能的方法。在焊接过程中通过在焊缝背面施加超声冲击，可以使焊缝正面产生拉伸塑性变形从而达到减小焊接变形及残余应力的目的。而且超声冲击引起的冲击振动可以起到改善焊缝组织及性能的作用。在焊接过程中，根据距电弧轴线的距离的不同可以将焊缝分成四个不同的温度区间：熔池区、脆性温度区、高温塑性区、弹塑性转变区。本文首先根据弹塑性力学理论及焊接过程中应力与变形的变化规律，建立了实时超声冲击减小焊接应力与变形的理论模型。根据模型得出，超声冲击会引起焊缝的微弯曲，从而在焊缝正面引入拉伸塑性变形。超声冲击移开后，焊缝处发生回弹时会残留部分拉伸塑性变形，抵消部分焊缝收缩量，从而使得焊缝的收缩量减小。残余应力也因为焊缝的屈服而减小。理论上得出施加的超声功率越大，减小应力与变形作用越明显；同时，在弹塑性转变温度区施加超声冲击减少焊接应力的效果最好；在脆性温度区施加超声冲击减少焊接变形量最多。通过对6mm板不同温度区间施加两种不同功率的超声冲击，进行堆焊实验，并对实验数据进行分析。结果表明，在弹塑性转变温度区施加大功率超声冲击对减小残余应力效果最明显，在脆性温度区施加大功率超声冲击对焊接变形减少量最大。这与理论分析结果相符。同时，探究了超声冲击对焊缝组织与性能的影响。结果显示，在熔池区施加超声冲击对焊缝组织影响最大，柱状晶弱化并生成大量等轴晶，晶粒得到细化。用800W功率超声冲击5mm板，当熔池过热度很大且超声冲击作用剧烈时，引起了晶粒粗大。超声冲击施加在熔池尾部脆性温度区时，产生了结晶裂纹。在12mm板对接实验中，将超声冲击分别添加到距电弧轴线不同距离处。结果表明，在距电弧5mm处施加的超声冲击时，晶粒明显细化，焊缝的韧性、硬度和强度得到提高。