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. 盡量減(jian)少結(jie)構上焊縫的(de)數量和焊縫尺寸
多一條焊縫就多一處內應(ying)力源；過大(da)的(de)焊縫尺寸，焊接時(shi)受熱區域加大(da)，使引起殘余應(ying)力與變(bian)形(xing)(xing)的(de)壓縮塑(su)性變(bian)形(xing)(xing)區或變(bian)形(xing)(xing)增大(da)。
②. 避免焊縫過分(fen)集中，焊縫間應保持(chi)足夠的距離
焊縫(feng)過分(fen)集中不僅使應力分(fen)布(bu)更不均勻，而且可(ke)能出現雙向或三向復(fu)雜的(de)應力狀態。壓力容器設計(ji)規范(fan)對焊縫(feng)最小間距(ju)有嚴(yan)格的(de)要求，如圖6-8所示。
③. 要盡量防止(zhi)焊縫(feng)密集、交(jiao)叉
圖(tu)6-9所(suo)示是(shi)焊(han)(han)縫交(jiao)叉的(de)典型實(shi)例。焊(han)(han)縫交(jiao)叉會(hui)在(zai)相交(jiao)處形成三軸拉應力(li)狀態，即(ji)使高韌(ren)性(xing)的(de)材(cai)料在(zai)三軸拉應力(li)場中也會(hui)完全喪失(shi)塑性(xing)變形的(de)能力(li)。如能按圖(tu)6-10所(suo)示對交(jiao)叉焊(han)(han)縫進行處理，會(hui)明(ming)顯減小焊(han)(han)接殘(can)余應力(li)。
④. 采(cai)用(yong)剛性較小的接頭形式，使焊縫能比較自由地收縮
例(li)如(ru)，采用在(zai)(zai)鋼柱內挖槽的方法來減小(xiao)剛度，如(ru)圖6-11所示。在(zai)(zai)焊(han)接環形封(feng)閉(bi)焊(han)縫(feng)時，可使內板預制變(bian)形，這樣焊(han)縫(feng)收縮時有(you)較(jiao)大的自由度，從而可減小(xiao)焊(han)接殘余應力(li)。
⑤. 采用合理的接(jie)頭形式，盡量(liang)避免采用搭接(jie)接(jie)頭
搭接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭應(ying)力(li)集中較嚴重，與殘余應(ying)力(li)疊加后(hou)會(hui)造成不良影(ying)響。
2. 工(gong)藝措施(shi)
①. 采用(yong)合理(li)的焊(han)接順序
焊(han)接應力是焊(han)縫區金(jin)屬縱向(xiang)和(he)(he)橫向(xiang)收縮不自由(you)引起(qi)的(de)。因此，要減(jian)小焊(han)接應力就需根據產品結(jie)構特點和(he)(he)焊(han)縫的(de)分布情況等確定最合(he)理的(de)裝配和(he)(he)焊(han)接順序。其(qi)原則是：減(jian)小拘束，盡量(liang)(liang)使每條(tiao)焊(han)縫能自由(you)地收縮。多(duo)種(zhong)焊(han)縫時，應先焊(han)收縮量(liang)(liang)最大的(de)焊(han)縫；長(chang)焊(han)縫宜(yi)從中(zhong)間(jian)向(xiang)兩頭焊(han)，避(bi)免從兩頭向(xiang)中(zhong)間(jian)焊(han)。
在(zai)焊(han)接對接焊(han)縫(feng)與角(jiao)焊(han)縫(feng)交叉的結構(gou)時，如圖(tu)6-12所(suo)示，對接焊(han)縫(feng)1的橫(heng)向(xiang)(xiang)收(shou)縮量大，必須先(xian)焊(han)，后焊(han)角(jiao)焊(han)縫(feng)2.反之(zhi)則使(shi)橫(heng)向(xiang)(xiang)收(shou)縮不自(zi)由，極易產生裂紋。
根據構件的(de)(de)受力(li)情(qing)況，先(xian)焊(han)工作(zuo)(zuo)時受力(li)大的(de)(de)焊(han)縫(feng)，如工作(zuo)(zuo)應力(li)為拉應力(li)，則在安排裝(zhuang)焊(han)順序時設法(fa)使后(hou)焊(han)焊(han)縫(feng)對先(xian)焊(han)焊(han)縫(feng)造成預(yu)先(xian)壓縮作(zuo)(zuo)用，這樣有利于提高焊(han)縫(feng)的(de)(de)承載能力(li)。
大型焊(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)(gong)字梁在(zai)工(gong)(gong)地安裝時(shi)的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)頭如(ru)(ru)圖6-13所示。為減小焊(han)(han)接(jie)(jie)應(ying)力(li)(li)(li)，在(zai)工(gong)(gong)地安裝前，工(gong)(gong)字梁蓋板與腹板的(de)(de)(de)(de)角焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)有一段不焊(han)(han)接(jie)(jie)，即上面的(de)(de)(de)(de)1200mm和(he)(he)下面的(de)(de)(de)(de)800mm,如(ru)(ru)果先焊(han)(han)此角焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3,再焊(han)(han)腹板對(dui)接(jie)(jie)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)4和(he)(he)蓋板對(dui)接(jie)(jie)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2,則焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)4和(he)(he)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2在(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)都(dou)處于較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)剛(gang)性拘束狀態，其(qi)收(shou)縮時(shi)受到焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3的(de)(de)(de)(de)限制而產生較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)拉應(ying)力(li)(li)(li)，因而會影響(xiang)其(qi)承載能力(li)(li)(li)。如(ru)(ru)果先焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2,它們均可以(yi)較(jiao)自由地收(shou)縮，再焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3、4,這樣可以(yi)使受力(li)(li)(li)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1預(yu)先承受壓應(ying)力(li)(li)(li)，有利(li)于提高工(gong)(gong)字梁的(de)(de)(de)(de)承載能力(li)(li)(li)。
②. 降(jiang)低焊縫的拘束度
平(ping)(ping)板上鑲(xiang)板的封閉焊(han)縫(feng)焊(han)接(jie)時(shi)拘(ju)束(shu)(shu)度(du)大，焊(han)后焊(han)縫(feng)縱向和橫向拉(la)應力都較(jiao)大，極易產生裂紋(wen)。為了降低殘余應力，應設法降低該封閉焊(han)縫(feng)的拘(ju)束(shu)(shu)度(du)。圖(tu)6-14所示是(shi)焊(han)前對鑲(xiang)板的邊緣適(shi)當翻邊，做出角(jiao)反(fan)變(bian)形(xing)狀，焊(han)接(jie)時(shi)翻邊處拘(ju)束(shu)(shu)度(du)減小(xiao)；或(huo)者將鑲(xiang)板壓凹，也可(ke)達到(dao)同(tong)樣的效果。若鑲(xiang)板收(shou)縮余量(liang)(liang)預留(liu)(liu)得(de)適(shi)當，焊(han)后殘余應力可(ke)減小(xiao)且鑲(xiang)板收(shou)縮余量(liang)(liang)預留(liu)(liu)得(de)合適(shi)，焊(han)后殘余變(bian)形(xing)可(ke)減小(xiao)且鑲(xiang)板與(yu)平(ping)(ping)板平(ping)(ping)齊。
③. 錘擊焊縫
利(li)用圓頭小錘(chui)錘(chui)擊(ji)(ji)焊(han)縫(feng)，使焊(han)縫(feng)金屬(shu)延(yan)展，抵消一(yi)些焊(han)縫(feng)區的(de)收(shou)縮，以降低內應(ying)力。此(ci)法在(zai)焊(han)接強度高、塑性(xing)差的(de)材(cai)料(liao)時(shi)(shi)（尤其在(zai)修理工(gong)作中）十分有效，但要(yao)掌握錘(chui)擊(ji)(ji)時(shi)(shi)機(ji)、錘(chui)擊(ji)(ji)力大小和(he)錘(chui)擊(ji)(ji)次數。目前(qian)仍以手(shou)工(gong)操作，靠個人技(ji)巧。在(zai)時(shi)(shi)機(ji)上一(yi)般(ban)以拉(la)應(ying)力開始形成，溫度較(jiao)高（500~800℃)時(shi)(shi)錘(chui)擊(ji)(ji)為(wei)好，這(zhe)時(shi)(shi)金屬(shu)具有較(jiao)高的(de)塑性(xing)和(he)延(yan)展性(xing)。對含(han)(han)碳量及合(he)金含(han)(han)量高的(de)材(cai)料(liao)，低于500℃,則不(bu)宜(yi)再錘(chui)擊(ji)(ji)。錘(chui)擊(ji)(ji)力度要(yao)合(he)適，過度會(hui)開裂，一(yi)般(ban)以表面(mian)薄層(ceng)獲得延(yan)展即可。脆性(xing)材(cai)料(liao)錘(chui)擊(ji)(ji)次數宜(yi)少不(bu)宜(yi)多，一(yi)般(ban)不(bu)錘(chui)擊(ji)(ji)第一(yi)層(ceng)和(he)表面(mian)層(ceng)。
④. 加熱減應區
焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時(shi)(shi)加熱阻礙焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)區(qu)(qu)自由伸縮(suo)的(de)部位稱(cheng)“減(jian)(jian)應(ying)(ying)(ying)區(qu)(qu)”，使之與焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)區(qu)(qu)同(tong)(tong)時(shi)(shi)膨脹和同(tong)(tong)時(shi)(shi)收(shou)(shou)縮(suo)，起到減(jian)(jian)小焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)力的(de)作用。此法(fa)稱(cheng)為加熱減(jian)(jian)應(ying)(ying)(ying)區(qu)(qu)法(fa)，其原理(li)如圖6-15所示，圖中輪輻或輪緣已斷(duan)裂，需(xu)修(xiu)復。若直(zhi)接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)斷(duan)口(kou)處，焊(han)(han)縫橫向收(shou)(shou)縮(suo)受(shou)(shou)阻，焊(han)(han)縫受(shou)(shou)到相當大的(de)橫向應(ying)(ying)(ying)力。若焊(han)(han)前在(zai)兩側構件的(de)減(jian)(jian)應(ying)(ying)(ying)區(qu)(qu)處同(tong)(tong)時(shi)(shi)加熱，兩側受(shou)(shou)熱膨脹，使中心構件斷(duan)口(kou)間隙(xi)增大。此時(shi)(shi)對斷(duan)口(kou)處進行焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)，焊(han)(han)后兩側也停止加熱。于是焊(han)(han)縫和兩側加熱區(qu)(qu)同(tong)(tong)時(shi)(shi)冷卻收(shou)(shou)縮(suo)，互不(bu)阻礙，結果(guo)減(jian)(jian)小了焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)力。
