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(bu)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(liang)減少結構上焊縫(feng)的數(shu)量(liang)和(he)焊縫(feng)尺(chi)寸

    多(duo)一條焊(han)縫(feng)就(jiu)多(duo)一處內應力(li)(li)源；過(guo)大的焊(han)縫(feng)尺(chi)寸(cun)，焊(han)接時受熱區(qu)域加大，使引起殘余應力(li)(li)與(yu)變形(xing)的壓(ya)縮(suo)塑(su)性變形(xing)區(qu)或變形(xing)增大。

  ②. 避(bi)免焊縫過分(fen)集中，焊縫間應(ying)保(bao)持足夠(gou)的距離

   焊縫過(guo)分(fen)(fen)集中(zhong)不僅使應(ying)力(li)分(fen)(fen)布更不均勻，而且可能出現雙向(xiang)或三(san)向(xiang)復雜的應(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)。壓力(li)容器設計規范對焊縫最小間(jian)距(ju)有嚴格(ge)的要求，如圖6-8所示。

  ③. 要(yao)盡量(liang)防(fang)止焊縫密(mi)集、交叉

  圖(tu)6-9所(suo)示是(shi)焊縫交叉的(de)(de)典型實(shi)例。焊縫交叉會在相交處形(xing)成三軸拉應力狀態，即使高韌(ren)性(xing)的(de)(de)材料在三軸拉應力場中也會完全喪失塑性(xing)變(bian)形(xing)的(de)(de)能力。如(ru)能按圖(tu)6-10所(suo)示對交叉焊縫進行(xing)處理(li)，會明(ming)顯減小焊接殘余應力。

  ④. 采用剛(gang)性較(jiao)小的(de)接(jie)頭形式，使焊縫(feng)能比(bi)較(jiao)自由地收縮

   例如(ru)，采(cai)用在鋼柱內挖槽的方法來減(jian)小剛(gang)度，如(ru)圖6-11所示。在焊接環形(xing)封閉焊縫時(shi)，可使內板(ban)預制變形(xing)，這樣焊縫收縮(suo)時(shi)有較大的自由(you)度，從而可減(jian)小焊接殘余應力(li)。

⑤. 采用合(he)理的接(jie)頭(tou)形(xing)式，盡量避免采用搭接(jie)接(jie)頭(tou)

  搭接接頭應力(li)(li)集中較(jiao)嚴重，與殘余應力(li)(li)疊加后會造成不良影響。

2. 工藝(yi)措施

 ①. 采用合理的焊接順序

 焊(han)(han)(han)接(jie)應力是焊(han)(han)(han)縫區金(jin)屬縱向(xiang)和橫(heng)向(xiang)收(shou)縮不自由引起的(de)。因(yin)此，要減小焊(han)(han)(han)接(jie)應力就需(xu)根(gen)據產品結(jie)構(gou)特(te)點和焊(han)(han)(han)縫的(de)分布情(qing)況等確定最合理的(de)裝配和焊(han)(han)(han)接(jie)順序。其(qi)原(yuan)則是：減小拘(ju)束，盡量(liang)使每條焊(han)(han)(han)縫能自由地收(shou)縮。多種(zhong)焊(han)(han)(han)縫時，應先焊(han)(han)(han)收(shou)縮量(liang)最大的(de)焊(han)(han)(han)縫；長焊(han)(han)(han)縫宜(yi)從中間向(xiang)兩頭(tou)焊(han)(han)(han)，避免從兩頭(tou)向(xiang)中間焊(han)(han)(han)。

 在焊(han)(han)接對接焊(han)(han)縫(feng)與(yu)角焊(han)(han)縫(feng)交叉的結構時(shi)，如圖6-12所示，對接焊(han)(han)縫(feng)1的橫(heng)向(xiang)收縮量大，必須先焊(han)(han)，后焊(han)(han)角焊(han)(han)縫(feng)2.反之則(ze)使(shi)橫(heng)向(xiang)收縮不(bu)自由，極易產生裂紋(wen)。

 根據構件的(de)受力(li)情況，先(xian)焊(han)(han)(han)工作時受力(li)大的(de)焊(han)(han)(han)縫，如工作應(ying)力(li)為拉應(ying)力(li)，則在安(an)排裝焊(han)(han)(han)順序時設(she)法使(shi)后焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫對先(xian)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫造成預先(xian)壓縮(suo)作用，這(zhe)樣有(you)利(li)于提高焊(han)(han)(han)縫的(de)承載能力(li)。

 大(da)(da)型焊(han)接(jie)(jie)工(gong)字(zi)梁(liang)在工(gong)地(di)安裝時的(de)接(jie)(jie)頭如圖(tu)6-13所示(shi)。為減小焊(han)接(jie)(jie)應(ying)力(li)(li)，在工(gong)地(di)安裝前，工(gong)字(zi)梁(liang)蓋板(ban)(ban)與腹板(ban)(ban)的(de)角(jiao)焊(han)縫(feng)有(you)(you)一段不焊(han)接(jie)(jie)，即上面的(de)1200mm和(he)下(xia)面的(de)800mm,如果先焊(han)此角(jiao)焊(han)縫(feng)3,再焊(han)腹板(ban)(ban)對接(jie)(jie)焊(han)縫(feng)4和(he)蓋板(ban)(ban)對接(jie)(jie)焊(han)縫(feng)1、2,則(ze)焊(han)縫(feng)4和(he)焊(han)縫(feng)1、2在焊(han)接(jie)(jie)時都處于(yu)(yu)較大(da)(da)的(de)剛性拘(ju)束狀態(tai)，其(qi)收縮時受到焊(han)縫(feng)3的(de)限制(zhi)而產生較大(da)(da)的(de)拉(la)應(ying)力(li)(li)，因而會影響其(qi)承(cheng)載(zai)能力(li)(li)。如果先焊(han)焊(han)縫(feng)1、2,它(ta)們均(jun)可以較自由(you)地(di)收縮，再焊(han)焊(han)縫(feng)3、4,這(zhe)樣可以使受力(li)(li)較大(da)(da)的(de)焊(han)縫(feng)1預(yu)先承(cheng)受壓(ya)應(ying)力(li)(li)，有(you)(you)利于(yu)(yu)提高工(gong)字(zi)梁(liang)的(de)承(cheng)載(zai)能力(li)(li)。

②. 降低焊縫(feng)的(de)拘束(shu)度

  平(ping)板(ban)(ban)上(shang)鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)的(de)封閉焊(han)縫(feng)焊(han)接時拘束(shu)度大，焊(han)后(hou)焊(han)縫(feng)縱向(xiang)和橫向(xiang)拉應(ying)(ying)力都(dou)較大，極易(yi)產生裂紋。為了降低殘余(yu)(yu)應(ying)(ying)力，應(ying)(ying)設法降低該封閉焊(han)縫(feng)的(de)拘束(shu)度。圖6-14所(suo)示是焊(han)前對鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)的(de)邊(bian)緣適(shi)當翻(fan)邊(bian)，做出角反變形狀，焊(han)接時翻(fan)邊(bian)處拘束(shu)度減小；或者將(jiang)鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)壓凹，也可(ke)達到同樣的(de)效果。若鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)收(shou)縮余(yu)(yu)量預留得(de)適(shi)當，焊(han)后(hou)殘余(yu)(yu)應(ying)(ying)力可(ke)減小且鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)收(shou)縮余(yu)(yu)量預留得(de)合適(shi)，焊(han)后(hou)殘余(yu)(yu)變形可(ke)減小且鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)與平(ping)板(ban)(ban)平(ping)齊。

③. 錘(chui)擊焊縫

 利用圓(yuan)頭小錘(chui)(chui)(chui)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)焊縫(feng)，使焊縫(feng)金屬延展，抵消(xiao)一(yi)(yi)些(xie)焊縫(feng)區的(de)收縮，以(yi)降低(di)內應力(li)(li)。此(ci)法在(zai)焊接強(qiang)度高(gao)(gao)(gao)、塑性(xing)(xing)差(cha)的(de)材(cai)料(liao)時(shi)(shi)(shi)（尤其在(zai)修(xiu)理工作中）十分有(you)效，但要(yao)掌握錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)機、錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)力(li)(li)大(da)小和錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)次數。目前仍以(yi)手(shou)工操作，靠(kao)個人技巧。在(zai)時(shi)(shi)(shi)機上一(yi)(yi)般(ban)以(yi)拉應力(li)(li)開始形(xing)成，溫度較高(gao)(gao)(gao)（500~800℃)時(shi)(shi)(shi)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)為好，這(zhe)時(shi)(shi)(shi)金屬具(ju)有(you)較高(gao)(gao)(gao)的(de)塑性(xing)(xing)和延展性(xing)(xing)。對(dui)含(han)(han)碳量(liang)及合金含(han)(han)量(liang)高(gao)(gao)(gao)的(de)材(cai)料(liao)，低(di)于500℃,則不宜再錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)。錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)力(li)(li)度要(yao)合適(shi)，過度會開裂，一(yi)(yi)般(ban)以(yi)表面(mian)薄層(ceng)(ceng)獲得延展即(ji)可(ke)。脆性(xing)(xing)材(cai)料(liao)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)次數宜少不宜多，一(yi)(yi)般(ban)不錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)第一(yi)(yi)層(ceng)(ceng)和表面(mian)層(ceng)(ceng)。

④. 加(jia)熱減應區

  焊接(jie)時(shi)(shi)加(jia)熱阻礙(ai)焊接(jie)區自(zi)由伸縮(suo)的(de)部位稱(cheng)“減(jian)應區”，使之與焊接(jie)區同(tong)(tong)時(shi)(shi)膨(peng)脹和同(tong)(tong)時(shi)(shi)收縮(suo)，起到(dao)減(jian)小焊接(jie)應力(li)的(de)作用。此(ci)(ci)法稱(cheng)為加(jia)熱減(jian)應區法，其原理如圖(tu)6-15所示(shi)，圖(tu)中(zhong)輪輻或輪緣已斷(duan)(duan)裂，需修復(fu)。若直接(jie)焊接(jie)斷(duan)(duan)口(kou)處，焊縫橫向收縮(suo)受(shou)阻，焊縫受(shou)到(dao)相當大(da)(da)的(de)橫向應力(li)。若焊前在兩側(ce)構件的(de)減(jian)應區處同(tong)(tong)時(shi)(shi)加(jia)熱，兩側(ce)受(shou)熱膨(peng)脹，使中(zhong)心構件斷(duan)(duan)口(kou)間(jian)隙增(zeng)大(da)(da)。此(ci)(ci)時(shi)(shi)對斷(duan)(duan)口(kou)處進行焊接(jie)，焊后兩側(ce)也(ye)停止加(jia)熱。于(yu)是焊縫和兩側(ce)加(jia)熱區同(tong)(tong)時(shi)(shi)冷卻收縮(suo)，互不阻礙(ai)，結(jie)果減(jian)小了焊接(jie)應力(li)。