可以從設計和工藝兩個方面減小不銹鋼焊接殘余應力和改善殘余應力的分布，如果設計時考慮得周到，往往比單從工藝上解決問題要方便得多。如果設計不合理，單從工藝措施方面是難以解決問題的。因此，在設計焊接結構時要盡量采用能減小和改善不銹鋼焊接殘余應力分布的設計方案，并采用一些必要的工藝措施，以使焊接殘余應力對結構使用性能的不良影響降低到最低程度。
1. 設計措施
①. 盡(jin)量減少結構(gou)上焊(han)縫的(de)數量和焊(han)縫尺寸(cun)
多一(yi)條焊縫就多一(yi)處內應(ying)力源；過大(da)的焊縫尺(chi)寸，焊接時受熱區域加大(da)，使引起(qi)殘(can)余應(ying)力與變(bian)形的壓縮塑(su)性變(bian)形區或變(bian)形增大(da)。
②. 避免(mian)焊縫過分(fen)集中，焊縫間應保持(chi)足夠的距(ju)離(li)
焊縫(feng)過分(fen)集中不僅使應力分(fen)布更不均勻，而且可能出現雙(shuang)向(xiang)(xiang)或(huo)三向(xiang)(xiang)復(fu)雜的應力狀態。壓力容器設計規范(fan)對焊縫(feng)最(zui)小間距(ju)有嚴格的要求，如圖6-8所示。
③. 要(yao)盡量防止焊縫密集(ji)、交(jiao)叉(cha)
圖6-9所示是焊縫(feng)交叉(cha)的典(dian)型實(shi)例。焊縫(feng)交叉(cha)會(hui)在相交處(chu)形(xing)(xing)成三(san)軸拉應(ying)力(li)狀態，即使高(gao)韌性的材料(liao)在三(san)軸拉應(ying)力(li)場中也會(hui)完(wan)全(quan)喪失塑性變形(xing)(xing)的能力(li)。如能按圖6-10所示對交叉(cha)焊縫(feng)進行處(chu)理(li)，會(hui)明顯減(jian)小焊接殘(can)余應(ying)力(li)。
④. 采用剛性(xing)較小的接頭形式，使(shi)焊縫能比(bi)較自由地收(shou)縮
例如(ru)，采用(yong)在(zai)鋼柱內(nei)(nei)挖槽的方法來減(jian)小剛(gang)度(du)(du)，如(ru)圖6-11所示。在(zai)焊接環形封閉(bi)焊縫時(shi)，可使內(nei)(nei)板預(yu)制變形，這樣焊縫收縮時(shi)有較大的自由度(du)(du)，從而可減(jian)小焊接殘(can)余應力(li)。
⑤. 采用(yong)(yong)合理的接頭形式，盡(jin)量避免采用(yong)(yong)搭接接頭
搭接接頭應力(li)集中(zhong)較嚴(yan)重，與殘余應力(li)疊加(jia)后會造成(cheng)不良影(ying)響。
2. 工藝措施
①. 采(cai)用合理(li)的焊接順序
焊(han)(han)(han)接應力(li)是(shi)焊(han)(han)(han)縫區金屬(shu)縱向(xiang)(xiang)和橫(heng)向(xiang)(xiang)收縮(suo)(suo)不自(zi)由引起的。因此，要減(jian)(jian)小焊(han)(han)(han)接應力(li)就需根(gen)據產品結(jie)構特點和焊(han)(han)(han)縫的分布情(qing)況等確定最合理的裝(zhuang)配和焊(han)(han)(han)接順序。其原則是(shi)：減(jian)(jian)小拘束，盡量使每條焊(han)(han)(han)縫能自(zi)由地收縮(suo)(suo)。多種焊(han)(han)(han)縫時，應先焊(han)(han)(han)收縮(suo)(suo)量最大的焊(han)(han)(han)縫；長焊(han)(han)(han)縫宜從(cong)中(zhong)間(jian)向(xiang)(xiang)兩頭焊(han)(han)(han)，避免(mian)從(cong)兩頭向(xiang)(xiang)中(zhong)間(jian)焊(han)(han)(han)。
在(zai)焊接對接焊縫與角焊縫交叉的結構時，如圖(tu)6-12所示(shi)，對接焊縫1的橫(heng)向收(shou)縮量大，必須(xu)先焊，后焊角焊縫2.反之則使橫(heng)向收(shou)縮不自由，極易產生裂(lie)紋。
根據構件的受力(li)(li)情況(kuang)，先(xian)焊工作(zuo)時受力(li)(li)大(da)的焊縫(feng)，如工作(zuo)應力(li)(li)為拉(la)應力(li)(li)，則在安(an)排裝(zhuang)焊順(shun)序時設法使后(hou)焊焊縫(feng)對(dui)先(xian)焊焊縫(feng)造(zao)成預先(xian)壓(ya)縮(suo)作(zuo)用，這樣有利于提高(gao)焊縫(feng)的承(cheng)載能(neng)力(li)(li)。
大(da)(da)型焊(han)接(jie)工字梁(liang)(liang)在(zai)工地安裝(zhuang)(zhuang)時的(de)接(jie)頭如(ru)(ru)圖(tu)6-13所示(shi)。為減(jian)小(xiao)焊(han)接(jie)應(ying)力(li)，在(zai)工地安裝(zhuang)(zhuang)前(qian)，工字梁(liang)(liang)蓋(gai)板(ban)(ban)與腹板(ban)(ban)的(de)角焊(han)縫(feng)有一段(duan)不焊(han)接(jie)，即上面(mian)的(de)1200mm和下面(mian)的(de)800mm,如(ru)(ru)果(guo)先焊(han)此角焊(han)縫(feng)3,再焊(han)腹板(ban)(ban)對接(jie)焊(han)縫(feng)4和蓋(gai)板(ban)(ban)對接(jie)焊(han)縫(feng)1、2,則焊(han)縫(feng)4和焊(han)縫(feng)1、2在(zai)焊(han)接(jie)時都處于較(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)剛(gang)性拘束狀(zhuang)態(tai)，其(qi)收縮(suo)時受到(dao)焊(han)縫(feng)3的(de)限(xian)制而產生較(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)拉應(ying)力(li)，因而會影響(xiang)其(qi)承載能力(li)。如(ru)(ru)果(guo)先焊(han)焊(han)縫(feng)1、2,它們(men)均可以較(jiao)(jiao)自由地收縮(suo)，再焊(han)焊(han)縫(feng)3、4,這樣可以使(shi)受力(li)較(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)焊(han)縫(feng)1預先承受壓應(ying)力(li)，有利于提高(gao)工字梁(liang)(liang)的(de)承載能力(li)。
②. 降(jiang)低焊縫的拘束度
平(ping)板(ban)上鑲(xiang)板(ban)的(de)封閉(bi)焊(han)(han)縫(feng)焊(han)(han)接(jie)時(shi)拘束度(du)大，焊(han)(han)后焊(han)(han)縫(feng)縱向(xiang)和橫向(xiang)拉應力(li)都較大，極易產生裂紋。為了降(jiang)低殘(can)(can)余(yu)應力(li)，應設法(fa)降(jiang)低該封閉(bi)焊(han)(han)縫(feng)的(de)拘束度(du)。圖6-14所示是(shi)焊(han)(han)前對鑲(xiang)板(ban)的(de)邊緣(yuan)適當(dang)(dang)翻邊，做出角(jiao)反(fan)變(bian)形狀，焊(han)(han)接(jie)時(shi)翻邊處(chu)拘束度(du)減(jian)小(xiao)；或(huo)者將(jiang)鑲(xiang)板(ban)壓凹(ao)，也可(ke)達到同樣的(de)效果。若(ruo)鑲(xiang)板(ban)收縮余(yu)量預(yu)(yu)留得(de)適當(dang)(dang)，焊(han)(han)后殘(can)(can)余(yu)應力(li)可(ke)減(jian)小(xiao)且鑲(xiang)板(ban)收縮余(yu)量預(yu)(yu)留得(de)合適，焊(han)(han)后殘(can)(can)余(yu)變(bian)形可(ke)減(jian)小(xiao)且鑲(xiang)板(ban)與(yu)平(ping)板(ban)平(ping)齊(qi)。
③. 錘(chui)擊焊縫
利用圓頭小錘(chui)(chui)(chui)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)焊(han)(han)縫，使焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬延(yan)展，抵消(xiao)一些焊(han)(han)縫區的收縮，以降(jiang)低內應力(li)。此法(fa)在(zai)焊(han)(han)接強度(du)(du)高(gao)、塑性差(cha)的材(cai)料(liao)時(shi)(shi)（尤其在(zai)修理工作中）十分有效，但要掌握錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)時(shi)(shi)機、錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)力(li)大小和(he)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)次數。目前仍以手工操(cao)作，靠個人技巧。在(zai)時(shi)(shi)機上一般以拉應力(li)開(kai)始形成，溫度(du)(du)較高(gao)（500~800℃)時(shi)(shi)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)為好，這(zhe)時(shi)(shi)金(jin)(jin)屬具有較高(gao)的塑性和(he)延(yan)展性。對含(han)碳量(liang)及合金(jin)(jin)含(han)量(liang)高(gao)的材(cai)料(liao)，低于500℃,則不(bu)宜再錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)。錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)力(li)度(du)(du)要合適，過度(du)(du)會(hui)開(kai)裂，一般以表(biao)面薄層(ceng)獲得延(yan)展即可。脆性材(cai)料(liao)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)次數宜少不(bu)宜多，一般不(bu)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)第一層(ceng)和(he)表(biao)面層(ceng)。
④. 加(jia)熱減應區
焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)(shi)加熱(re)阻礙焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)區自由伸縮(suo)(suo)的(de)部位稱“減應(ying)區”，使(shi)之與焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)區同(tong)(tong)時(shi)(shi)膨脹(zhang)和同(tong)(tong)時(shi)(shi)收縮(suo)(suo)，起到(dao)減小(xiao)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)應(ying)力的(de)作用。此法稱為加熱(re)減應(ying)區法，其原理(li)如圖(tu)6-15所示，圖(tu)中輪輻(fu)或輪緣已斷(duan)(duan)裂，需修復。若直接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)處(chu)(chu)，焊(han)(han)縫(feng)橫向(xiang)收縮(suo)(suo)受(shou)阻，焊(han)(han)縫(feng)受(shou)到(dao)相當(dang)大的(de)橫向(xiang)應(ying)力。若焊(han)(han)前在兩側(ce)構(gou)件的(de)減應(ying)區處(chu)(chu)同(tong)(tong)時(shi)(shi)加熱(re)，兩側(ce)受(shou)熱(re)膨脹(zhang)，使(shi)中心構(gou)件斷(duan)(duan)口(kou)(kou)間隙增大。此時(shi)(shi)對斷(duan)(duan)口(kou)(kou)處(chu)(chu)進行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，焊(han)(han)后兩側(ce)也停止加熱(re)。于是(shi)焊(han)(han)縫(feng)和兩側(ce)加熱(re)區同(tong)(tong)時(shi)(shi)冷卻收縮(suo)(suo)，互不阻礙，結果(guo)減小(xiao)了焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)應(ying)力。
