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(cuo)施(shi)
①. 盡量(liang)減少結(jie)構上(shang)焊縫的(de)數(shu)量(liang)和焊縫尺寸
多一條(tiao)焊縫就(jiu)多一處(chu)內應力源；過大的(de)焊縫尺寸，焊接時受熱區(qu)域加大，使引(yin)起殘余應力與(yu)變(bian)形(xing)的(de)壓縮塑性變(bian)形(xing)區(qu)或變(bian)形(xing)增大。
②. 避免焊縫過分集中，焊縫間應保持(chi)足(zu)夠(gou)的距離
焊(han)縫(feng)過分集中(zhong)不僅使應力(li)(li)(li)分布(bu)更不均勻，而且可(ke)能出現(xian)雙向或三(san)向復雜的應力(li)(li)(li)狀態。壓(ya)力(li)(li)(li)容器(qi)設計規(gui)范對焊(han)縫(feng)最小間距有嚴格的要求，如圖6-8所示(shi)。
③. 要盡(jin)量防止焊縫密集、交叉
圖(tu)6-9所(suo)示是焊(han)縫交(jiao)(jiao)叉的典(dian)型(xing)實例。焊(han)縫交(jiao)(jiao)叉會在(zai)相交(jiao)(jiao)處形成三(san)軸(zhou)拉(la)應(ying)力狀態，即使(shi)高韌性的材料在(zai)三(san)軸(zhou)拉(la)應(ying)力場中也會完全(quan)喪失塑性變形的能力。如能按圖(tu)6-10所(suo)示對(dui)交(jiao)(jiao)叉焊(han)縫進(jin)行處理，會明顯減(jian)小(xiao)焊(han)接(jie)殘余應(ying)力。
④. 采(cai)用剛(gang)性較(jiao)小的接頭形式，使焊縫(feng)能比較(jiao)自(zi)由地收縮
例如(ru)，采用在鋼柱內(nei)(nei)挖槽(cao)的方法來減小剛度(du)，如(ru)圖6-11所(suo)示。在焊接(jie)環(huan)形封(feng)閉焊縫(feng)時，可使(shi)內(nei)(nei)板預制變形，這樣(yang)焊縫(feng)收縮時有較大的自由度(du)，從而可減小焊接(jie)殘(can)余(yu)應力。
⑤. 采(cai)用(yong)(yong)合理的接頭形式，盡量避免采(cai)用(yong)(yong)搭接接頭
搭接接頭應力(li)集(ji)中較(jiao)嚴(yan)重，與殘余應力(li)疊加后(hou)會造成不良影響。
2. 工藝措施
①. 采(cai)用合(he)理的焊接順序(xu)
焊(han)(han)接(jie)(jie)應(ying)力是(shi)焊(han)(han)縫區金屬縱(zong)向(xiang)和橫向(xiang)收縮不(bu)自(zi)(zi)由引起的。因此，要(yao)減(jian)小焊(han)(han)接(jie)(jie)應(ying)力就需(xu)根據產品結構(gou)特(te)點(dian)和焊(han)(han)縫的分布情(qing)況(kuang)等確定最合理的裝配(pei)和焊(han)(han)接(jie)(jie)順序。其原則是(shi)：減(jian)小拘束，盡量(liang)使每條(tiao)焊(han)(han)縫能自(zi)(zi)由地(di)收縮。多種焊(han)(han)縫時(shi)，應(ying)先(xian)焊(han)(han)收縮量(liang)最大(da)的焊(han)(han)縫；長焊(han)(han)縫宜從中間(jian)(jian)向(xiang)兩頭焊(han)(han)，避免從兩頭向(xiang)中間(jian)(jian)焊(han)(han)。
在焊(han)接對(dui)接焊(han)縫(feng)與角焊(han)縫(feng)交叉的結構(gou)時，如圖6-12所示，對(dui)接焊(han)縫(feng)1的橫(heng)向收縮量大(da)，必須(xu)先焊(han)，后(hou)焊(han)角焊(han)縫(feng)2.反之則使橫(heng)向收縮不自由(you)，極易產生裂紋(wen)。
根據構件(jian)的受力(li)情況，先焊(han)工作時受力(li)大的焊(han)縫，如工作應力(li)為拉應力(li)，則在安排(pai)裝(zhuang)焊(han)順序時設(she)法(fa)使后焊(han)焊(han)縫對先焊(han)焊(han)縫造(zao)成預先壓縮作用(yong)，這樣(yang)有利(li)于提高(gao)焊(han)縫的承載能力(li)。
大型焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工字梁(liang)在工地安裝時的(de)接(jie)(jie)(jie)頭如圖6-13所示。為(wei)減(jian)小焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)應(ying)力，在工地安裝前，工字梁(liang)蓋板(ban)(ban)與腹板(ban)(ban)的(de)角焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)有(you)一段不焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，即(ji)上(shang)面的(de)1200mm和下面的(de)800mm,如果先焊(han)(han)此(ci)角焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3,再焊(han)(han)腹板(ban)(ban)對接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)4和蓋板(ban)(ban)對接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2,則焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)4和焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2在焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時都處于較大的(de)剛性拘束狀態，其收縮時受到焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3的(de)限制(zhi)而(er)產(chan)生較大的(de)拉應(ying)力，因而(er)會(hui)影響其承載能力。如果先焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2,它們均可(ke)以(yi)(yi)較自由地收縮，再焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3、4,這樣(yang)可(ke)以(yi)(yi)使受力較大的(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1預先承受壓(ya)應(ying)力，有(you)利(li)于提高工字梁(liang)的(de)承載能力。
②. 降低焊縫的拘束度
平板(ban)上鑲(xiang)(xiang)板(ban)的(de)封(feng)閉(bi)焊(han)(han)縫焊(han)(han)接(jie)時拘束(shu)度大，焊(han)(han)后焊(han)(han)縫縱向和橫向拉應(ying)力都較大，極易產生裂紋(wen)。為了降(jiang)低殘(can)余(yu)(yu)(yu)應(ying)力，應(ying)設法降(jiang)低該(gai)封(feng)閉(bi)焊(han)(han)縫的(de)拘束(shu)度。圖6-14所示是(shi)焊(han)(han)前對鑲(xiang)(xiang)板(ban)的(de)邊(bian)(bian)(bian)緣適(shi)當(dang)翻(fan)(fan)邊(bian)(bian)(bian)，做出角反變(bian)形狀，焊(han)(han)接(jie)時翻(fan)(fan)邊(bian)(bian)(bian)處拘束(shu)度減(jian)(jian)小(xiao)；或者(zhe)將(jiang)鑲(xiang)(xiang)板(ban)壓凹，也(ye)可達(da)到同樣的(de)效(xiao)果。若(ruo)鑲(xiang)(xiang)板(ban)收縮余(yu)(yu)(yu)量預留得(de)適(shi)當(dang)，焊(han)(han)后殘(can)余(yu)(yu)(yu)應(ying)力可減(jian)(jian)小(xiao)且鑲(xiang)(xiang)板(ban)收縮余(yu)(yu)(yu)量預留得(de)合(he)適(shi)，焊(han)(han)后殘(can)余(yu)(yu)(yu)變(bian)形可減(jian)(jian)小(xiao)且鑲(xiang)(xiang)板(ban)與平板(ban)平齊(qi)。
③. 錘(chui)擊焊縫
利用圓頭小(xiao)錘(chui)(chui)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)焊(han)縫(feng)，使焊(han)縫(feng)金屬延(yan)展，抵消一些焊(han)縫(feng)區的收縮(suo)，以降低內應力。此(ci)法在焊(han)接強度高(gao)(gao)、塑性(xing)(xing)差的材料(liao)(liao)時(shi)（尤(you)其在修理工(gong)作中(zhong)）十分(fen)有效(xiao)，但要掌握錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)時(shi)機、錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)力大小(xiao)和(he)(he)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)次數。目前仍以手工(gong)操作，靠個人(ren)技(ji)巧。在時(shi)機上一般以拉(la)應力開始(shi)形成，溫度較高(gao)(gao)（500~800℃)時(shi)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)為好，這時(shi)金屬具有較高(gao)(gao)的塑性(xing)(xing)和(he)(he)延(yan)展性(xing)(xing)。對含碳量(liang)及合(he)金含量(liang)高(gao)(gao)的材料(liao)(liao)，低于(yu)500℃,則不(bu)宜再(zai)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)。錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)力度要合(he)適，過度會開裂(lie)，一般以表面(mian)薄層(ceng)獲得延(yan)展即可(ke)。脆性(xing)(xing)材料(liao)(liao)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)次數宜少不(bu)宜多，一般不(bu)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)第一層(ceng)和(he)(he)表面(mian)層(ceng)。
④. 加熱(re)減應(ying)區
焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)加熱(re)(re)阻(zu)礙(ai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)區(qu)自由伸縮(suo)的(de)部(bu)位稱“減(jian)應區(qu)”，使之與焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)區(qu)同(tong)時(shi)膨(peng)(peng)脹(zhang)和同(tong)時(shi)收縮(suo)，起到減(jian)小焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)應力的(de)作用。此(ci)法稱為(wei)加熱(re)(re)減(jian)應區(qu)法，其原理如圖6-15所示，圖中(zhong)輪(lun)輻或輪(lun)緣已斷裂，需修復。若(ruo)直接(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)斷口處(chu)(chu)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫橫向(xiang)(xiang)收縮(suo)受(shou)阻(zu)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫受(shou)到相當大的(de)橫向(xiang)(xiang)應力。若(ruo)焊(han)(han)(han)(han)(han)前在(zai)兩側(ce)構(gou)件的(de)減(jian)應區(qu)處(chu)(chu)同(tong)時(shi)加熱(re)(re)，兩側(ce)受(shou)熱(re)(re)膨(peng)(peng)脹(zhang)，使中(zhong)心構(gou)件斷口間(jian)隙增大。此(ci)時(shi)對斷口處(chu)(chu)進行焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)，焊(han)(han)(han)(han)(han)后兩側(ce)也停止加熱(re)(re)。于(yu)是焊(han)(han)(han)(han)(han)縫和兩側(ce)加熱(re)(re)區(qu)同(tong)時(shi)冷卻(que)收縮(suo)，互不阻(zu)礙(ai)，結果減(jian)小了焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)應力。
