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(ji)措施
①. 盡量減少結構上焊(han)(han)縫的(de)數量和焊(han)(han)縫尺(chi)寸
多(duo)(duo)一(yi)條焊(han)縫就多(duo)(duo)一(yi)處內(nei)應(ying)力源；過大(da)(da)的焊(han)縫尺寸(cun)，焊(han)接時受熱區(qu)域加(jia)大(da)(da)，使引起殘余應(ying)力與變(bian)形的壓縮塑性變(bian)形區(qu)或變(bian)形增大(da)(da)。
②. 避免焊縫(feng)過(guo)分集中，焊縫(feng)間應保持足夠的距(ju)離
焊(han)縫過分集(ji)中不僅使(shi)應力分布更不均勻，而且可能出現雙向或三向復雜的應力狀(zhuang)態(tai)。壓力容器設計規范對(dui)焊(han)縫最小(xiao)間距有嚴格的要求，如圖6-8所示(shi)。
③. 要盡量防止焊(han)縫密集、交叉(cha)
圖6-9所(suo)示(shi)是(shi)焊(han)(han)縫交(jiao)叉的(de)典型實例。焊(han)(han)縫交(jiao)叉會(hui)在(zai)相交(jiao)處形(xing)成三(san)軸(zhou)拉應力狀態(tai)，即使(shi)高韌性的(de)材料在(zai)三(san)軸(zhou)拉應力場中也(ye)會(hui)完(wan)全喪失塑性變形(xing)的(de)能力。如(ru)能按(an)圖6-10所(suo)示(shi)對交(jiao)叉焊(han)(han)縫進(jin)行處理，會(hui)明顯減小焊(han)(han)接殘余應力。
④. 采用剛性較小(xiao)的接頭形(xing)式，使焊縫(feng)能(neng)比較自由(you)地收縮
例如(ru)，采用在(zai)鋼柱內挖(wa)槽的方法來減(jian)小(xiao)剛度，如(ru)圖6-11所示。在(zai)焊(han)(han)接環形(xing)封閉焊(han)(han)縫時(shi)，可使內板預制變形(xing)，這(zhe)樣焊(han)(han)縫收縮(suo)時(shi)有較大(da)的自由度，從(cong)而可減(jian)小(xiao)焊(han)(han)接殘余應(ying)力。
⑤. 采用合理的接(jie)頭形式，盡量避(bi)免采用搭接(jie)接(jie)頭
搭接接頭應(ying)(ying)力(li)集中較嚴重，與殘余應(ying)(ying)力(li)疊加后會造(zao)成不良影響。
2. 工藝措施
①. 采用合理(li)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(he)橫(heng)向(xiang)收縮不自由引起的(de)。因(yin)此，要(yao)減小焊(han)(han)(han)接(jie)應力就需根據(ju)產品(pin)結構特點和(he)焊(han)(han)(han)縫的(de)分(fen)布情況等確(que)定(ding)最合(he)理的(de)裝配和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)順序。其(qi)原則是：減小拘束，盡量使每條(tiao)焊(han)(han)(han)縫能自由地收縮。多種焊(han)(han)(han)縫時，應先焊(han)(han)(han)收縮量最大的(de)焊(han)(han)(han)縫；長焊(han)(han)(han)縫宜從(cong)中間向(xiang)兩頭焊(han)(han)(han)，避(bi)免從(cong)兩頭向(xiang)中間焊(han)(han)(han)。
在(zai)焊(han)(han)接(jie)對接(jie)焊(han)(han)縫(feng)與角焊(han)(han)縫(feng)交(jiao)叉的(de)結構時，如圖6-12所(suo)示(shi)，對接(jie)焊(han)(han)縫(feng)1的(de)橫向收(shou)縮(suo)量大，必須先焊(han)(han)，后焊(han)(han)角焊(han)(han)縫(feng)2.反之(zhi)則使(shi)橫向收(shou)縮(suo)不自由(you)，極易產生裂紋。
根(gen)據構件(jian)的受(shou)力情況，先焊(han)工作時(shi)受(shou)力大的焊(han)縫，如(ru)工作應力為拉應力，則在安(an)排裝焊(han)順序時(shi)設法使后焊(han)焊(han)縫對先焊(han)焊(han)縫造成(cheng)預先壓縮(suo)作用，這樣有利于提(ti)高焊(han)縫的承載能力。
大(da)型(xing)焊(han)(han)(han)接工(gong)字梁(liang)在(zai)(zai)工(gong)地(di)安裝(zhuang)時的(de)(de)(de)接頭如圖6-13所示。為減小焊(han)(han)(han)接應(ying)力(li)(li)，在(zai)(zai)工(gong)地(di)安裝(zhuang)前，工(gong)字梁(liang)蓋板與腹板的(de)(de)(de)角焊(han)(han)(han)縫(feng)有(you)一段不(bu)焊(han)(han)(han)接，即(ji)上面(mian)的(de)(de)(de)1200mm和下面(mian)的(de)(de)(de)800mm,如果先(xian)(xian)焊(han)(han)(han)此角焊(han)(han)(han)縫(feng)3,再(zai)焊(han)(han)(han)腹板對(dui)接焊(han)(han)(han)縫(feng)4和蓋板對(dui)接焊(han)(han)(han)縫(feng)1、2,則焊(han)(han)(han)縫(feng)4和焊(han)(han)(han)縫(feng)1、2在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接時都處(chu)于較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)剛性(xing)拘束狀態，其收縮時受到焊(han)(han)(han)縫(feng)3的(de)(de)(de)限(xian)制而產生較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)拉應(ying)力(li)(li)，因而會影響其承載能力(li)(li)。如果先(xian)(xian)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)1、2,它(ta)們均可以(yi)較(jiao)自由地(di)收縮，再(zai)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)3、4,這樣可以(yi)使受力(li)(li)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)1預(yu)先(xian)(xian)承受壓應(ying)力(li)(li)，有(you)利于提高工(gong)字梁(liang)的(de)(de)(de)承載能力(li)(li)。
②. 降低焊縫的拘束(shu)度
平(ping)板(ban)(ban)上(shang)鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)的(de)封閉焊縫焊接時拘束(shu)(shu)度(du)(du)大(da)，焊后(hou)焊縫縱向和橫向拉應力都較大(da)，極易產生裂紋。為了降低殘余(yu)應力，應設法降低該封閉焊縫的(de)拘束(shu)(shu)度(du)(du)。圖6-14所示是(shi)焊前對(dui)鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)的(de)邊緣適當翻邊，做出角反(fan)變(bian)(bian)形狀，焊接時翻邊處拘束(shu)(shu)度(du)(du)減小(xiao)；或者將鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)壓凹，也可達到同樣(yang)的(de)效果。若鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)收(shou)縮余(yu)量(liang)預(yu)留得適當，焊后(hou)殘余(yu)應力可減小(xiao)且鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)收(shou)縮余(yu)量(liang)預(yu)留得合(he)適，焊后(hou)殘余(yu)變(bian)(bian)形可減小(xiao)且鑲(xiang)(xiang)板(ban)(ban)與平(ping)板(ban)(ban)平(ping)齊。
③. 錘擊焊縫(feng)
利用(yong)圓頭小錘(chui)錘(chui)擊焊(han)(han)縫，使(shi)焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)延展(zhan)，抵消一些焊(han)(han)縫區(qu)的收縮，以(yi)降低內應力(li)。此法在焊(han)(han)接強度高(gao)、塑性(xing)差的材(cai)料時(shi)（尤其(qi)在修理工(gong)作(zuo)中(zhong)）十分有(you)(you)效(xiao)，但要掌握錘(chui)擊時(shi)機、錘(chui)擊力(li)大(da)小和(he)錘(chui)擊次數(shu)。目(mu)前仍(reng)以(yi)手工(gong)操作(zuo)，靠個人技巧(qiao)。在時(shi)機上(shang)一般(ban)以(yi)拉應力(li)開(kai)始形成，溫度較高(gao)（500~800℃)時(shi)錘(chui)擊為(wei)好(hao)，這(zhe)時(shi)金(jin)(jin)屬(shu)具有(you)(you)較高(gao)的塑性(xing)和(he)延展(zhan)性(xing)。對含碳量(liang)及合(he)金(jin)(jin)含量(liang)高(gao)的材(cai)料，低于500℃,則不宜(yi)(yi)再錘(chui)擊。錘(chui)擊力(li)度要合(he)適，過度會(hui)開(kai)裂，一般(ban)以(yi)表面薄層獲得(de)延展(zhan)即可。脆性(xing)材(cai)料錘(chui)擊次數(shu)宜(yi)(yi)少不宜(yi)(yi)多，一般(ban)不錘(chui)擊第一層和(he)表面層。
④. 加熱減應區
焊(han)接(jie)時加(jia)(jia)熱(re)阻(zu)(zu)礙(ai)焊(han)接(jie)區自由(you)伸縮(suo)(suo)的(de)部位(wei)稱“減應(ying)(ying)區”，使(shi)(shi)之與焊(han)接(jie)區同時膨(peng)(peng)脹(zhang)和同時收(shou)(shou)縮(suo)(suo)，起到減小焊(han)接(jie)應(ying)(ying)力的(de)作用(yong)。此(ci)法稱為加(jia)(jia)熱(re)減應(ying)(ying)區法，其原理如圖6-15所(suo)示，圖中輪(lun)輻或輪(lun)緣(yuan)已(yi)斷(duan)裂，需(xu)修(xiu)復(fu)。若直接(jie)焊(han)接(jie)斷(duan)口(kou)(kou)處，焊(han)縫橫向(xiang)收(shou)(shou)縮(suo)(suo)受阻(zu)(zu)，焊(han)縫受到相當大(da)的(de)橫向(xiang)應(ying)(ying)力。若焊(han)前在兩側(ce)(ce)(ce)構(gou)件的(de)減應(ying)(ying)區處同時加(jia)(jia)熱(re)，兩側(ce)(ce)(ce)受熱(re)膨(peng)(peng)脹(zhang)，使(shi)(shi)中心構(gou)件斷(duan)口(kou)(kou)間(jian)隙增(zeng)大(da)。此(ci)時對斷(duan)口(kou)(kou)處進行(xing)焊(han)接(jie)，焊(han)后兩側(ce)(ce)(ce)也停止加(jia)(jia)熱(re)。于是(shi)焊(han)縫和兩側(ce)(ce)(ce)加(jia)(jia)熱(re)區同時冷(leng)卻收(shou)(shou)縮(suo)(suo)，互不阻(zu)(zu)礙(ai)，結果減小了焊(han)接(jie)應(ying)(ying)力。
