잔류 응력의 제거, 재질의 개선, 탈수소 등을 목적으로 용접 후에 실시하는 열처리를 말한다. 600～650℃의 온도로 하는 강재의 잔류응력 제거 가열식힘처리는 용접 후 열처리의 대표적인 것이다. 압력 용기 등의 규격·기준에는 이 처리의 방법이 상세히 정해져 있다. 일렉트로슬래그용접(electro slag welding)의 경우에는 용접금속의 조대화한 결정립을 세립화하는 것이 필요하고, 표준적인 용접 후 열처리로서 가열 식힘이 실시된다. 용접 종료 직후 100～200℃의 온도에서 수시간, 탈수소를 목적으로서 실시하는 후열처리는 용접 종료 직후 열처리라 불리고 있다. 오스테나이트계 스테인리스강의 경우에는 고용화 열처리(1065～1120℃, 수냉 또는 급냉) 외에 여러 가지 용접후 열처리의 방법이 있다.