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(shi)
①. 盡(jin)量減少結構上焊縫(feng)的(de)數量和焊縫(feng)尺寸
多(duo)(duo)一(yi)條焊(han)縫就多(duo)(duo)一(yi)處內(nei)應力源；過大(da)的(de)(de)焊(han)縫尺寸(cun)，焊(han)接時受熱區域加大(da)，使引起殘余應力與變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)壓縮塑性(xing)變(bian)(bian)形(xing)區或變(bian)(bian)形(xing)增大(da)。
②. 避免焊縫過分(fen)集中，焊縫間應保(bao)持足夠的距(ju)離(li)
焊縫(feng)(feng)過分(fen)集中(zhong)不(bu)僅使應(ying)力分(fen)布(bu)更不(bu)均勻，而且可能出現雙向或(huo)三向復(fu)雜(za)的應(ying)力狀態。壓(ya)力容器設計規范對(dui)焊縫(feng)(feng)最小間距(ju)有嚴格的要求，如圖6-8所示。
③. 要盡(jin)量防止焊縫密集、交叉(cha)
圖6-9所示是(shi)焊縫交叉(cha)的(de)(de)(de)典型實例(li)。焊縫交叉(cha)會(hui)在相交處(chu)形成(cheng)三軸拉(la)(la)應力狀態，即使高韌性(xing)的(de)(de)(de)材料在三軸拉(la)(la)應力場中也會(hui)完全喪失塑(su)性(xing)變形的(de)(de)(de)能(neng)力。如能(neng)按圖6-10所示對(dui)交叉(cha)焊縫進行處(chu)理，會(hui)明顯(xian)減小焊接殘余應力。
④. 采用剛性較小(xiao)的接頭形式(shi)，使焊縫(feng)能比(bi)較自由地收縮
例如(ru)，采用在(zai)鋼柱內挖槽的方法來減小剛度，如(ru)圖6-11所示(shi)。在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)環形封(feng)閉焊(han)(han)(han)縫時，可(ke)使內板預(yu)制變形，這樣焊(han)(han)(han)縫收縮時有較大的自由度，從而可(ke)減小焊(han)(han)(han)接(jie)殘余(yu)應(ying)力(li)。
⑤. 采用(yong)合理的接頭形(xing)式，盡(jin)量避免采用(yong)搭接接頭
搭接(jie)接(jie)頭(tou)應力集中較嚴重，與(yu)殘余應力疊加(jia)后會(hui)造成不良影(ying)響。
2. 工藝措施
①. 采用(yong)合理的焊(han)接順序
焊(han)(han)(han)(han)接應(ying)力是焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)區金屬縱向(xiang)和橫(heng)向(xiang)收(shou)縮不自由(you)引起(qi)的(de)。因(yin)此，要(yao)減(jian)小焊(han)(han)(han)(han)接應(ying)力就需(xu)根(gen)據(ju)產品結(jie)構特(te)點和焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)分布(bu)情況等確定(ding)最合理的(de)裝配(pei)和焊(han)(han)(han)(han)接順序。其原則是：減(jian)小拘束，盡量使每條焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)能自由(you)地收(shou)縮。多種焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)時，應(ying)先(xian)焊(han)(han)(han)(han)收(shou)縮量最大(da)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)；長焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)宜從中間(jian)向(xiang)兩(liang)頭(tou)焊(han)(han)(han)(han)，避(bi)免從兩(liang)頭(tou)向(xiang)中間(jian)焊(han)(han)(han)(han)。
在(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)對(dui)接(jie)(jie)焊(han)(han)縫與角(jiao)焊(han)(han)縫交(jiao)叉的(de)(de)結構(gou)時，如圖6-12所(suo)示，對(dui)接(jie)(jie)焊(han)(han)縫1的(de)(de)橫向收縮量大，必須(xu)先焊(han)(han)，后焊(han)(han)角(jiao)焊(han)(han)縫2.反之則使橫向收縮不(bu)自由，極易產(chan)生裂紋。
根據(ju)構(gou)件的(de)受力情況，先(xian)焊(han)工作(zuo)(zuo)時受力大(da)的(de)焊(han)縫(feng)，如工作(zuo)(zuo)應力為拉應力，則在安排裝(zhuang)焊(han)順序時設法(fa)使后焊(han)焊(han)縫(feng)對先(xian)焊(han)焊(han)縫(feng)造成預先(xian)壓(ya)縮(suo)作(zuo)(zuo)用，這樣有利于提高(gao)焊(han)縫(feng)的(de)承載(zai)能力。
大型(xing)焊(han)接(jie)(jie)工(gong)(gong)字梁(liang)在工(gong)(gong)地(di)(di)安裝時的(de)接(jie)(jie)頭如圖6-13所示。為減小焊(han)接(jie)(jie)應力(li)，在工(gong)(gong)地(di)(di)安裝前，工(gong)(gong)字梁(liang)蓋板(ban)與腹板(ban)的(de)角(jiao)焊(han)縫(feng)(feng)有一(yi)段不焊(han)接(jie)(jie)，即(ji)上(shang)面的(de)1200mm和下面的(de)800mm,如果(guo)先焊(han)此角(jiao)焊(han)縫(feng)(feng)3,再焊(han)腹板(ban)對接(jie)(jie)焊(han)縫(feng)(feng)4和蓋板(ban)對接(jie)(jie)焊(han)縫(feng)(feng)1、2,則(ze)焊(han)縫(feng)(feng)4和焊(han)縫(feng)(feng)1、2在焊(han)接(jie)(jie)時都處于較(jiao)大的(de)剛性拘(ju)束狀態，其收縮時受(shou)到(dao)焊(han)縫(feng)(feng)3的(de)限(xian)制而(er)產生較(jiao)大的(de)拉應力(li)，因而(er)會影響(xiang)其承載能力(li)。如果(guo)先焊(han)焊(han)縫(feng)(feng)1、2,它(ta)們均(jun)可以較(jiao)自由地(di)(di)收縮，再焊(han)焊(han)縫(feng)(feng)3、4,這樣可以使受(shou)力(li)較(jiao)大的(de)焊(han)縫(feng)(feng)1預先承受(shou)壓應力(li)，有利于提高工(gong)(gong)字梁(liang)的(de)承載能力(li)。
②. 降(jiang)低焊縫(feng)的拘束度
平板(ban)上鑲(xiang)板(ban)的(de)封(feng)閉焊縫焊接(jie)時拘束(shu)度(du)大，焊后(hou)焊縫縱(zong)向和(he)橫向拉(la)應(ying)力都較大，極易產生裂紋。為了降低殘余(yu)應(ying)力，應(ying)設法降低該封(feng)閉焊縫的(de)拘束(shu)度(du)。圖(tu)6-14所示是(shi)焊前(qian)對鑲(xiang)板(ban)的(de)邊緣(yuan)適(shi)(shi)當(dang)翻邊，做出角反變形狀，焊接(jie)時翻邊處拘束(shu)度(du)減小；或者將鑲(xiang)板(ban)壓(ya)凹，也可達到同樣的(de)效果。若鑲(xiang)板(ban)收縮(suo)余(yu)量預留得(de)適(shi)(shi)當(dang)，焊后(hou)殘余(yu)應(ying)力可減小且鑲(xiang)板(ban)收縮(suo)余(yu)量預留得(de)合適(shi)(shi)，焊后(hou)殘余(yu)變形可減小且鑲(xiang)板(ban)與(yu)平板(ban)平齊。
③. 錘擊焊縫(feng)
利用圓頭小錘錘擊(ji)(ji)焊縫(feng)，使焊縫(feng)金(jin)屬延展，抵消一(yi)些焊縫(feng)區的收(shou)縮，以降低(di)內(nei)應(ying)力。此(ci)法(fa)在(zai)焊接強度(du)高、塑性(xing)(xing)差的材料時(shi)(shi)（尤其在(zai)修理工作(zuo)中）十分有效，但要掌(zhang)握錘擊(ji)(ji)時(shi)(shi)機、錘擊(ji)(ji)力大小和(he)錘擊(ji)(ji)次數。目(mu)前仍以手(shou)工操作(zuo)，靠(kao)個(ge)人(ren)技巧。在(zai)時(shi)(shi)機上一(yi)般以拉應(ying)力開始形(xing)成(cheng)，溫度(du)較高（500~800℃)時(shi)(shi)錘擊(ji)(ji)為好，這時(shi)(shi)金(jin)屬具有較高的塑性(xing)(xing)和(he)延展性(xing)(xing)。對含碳量(liang)及(ji)合金(jin)含量(liang)高的材料，低(di)于500℃,則不宜再錘擊(ji)(ji)。錘擊(ji)(ji)力度(du)要合適，過(guo)度(du)會開裂，一(yi)般以表面(mian)薄層(ceng)獲得延展即(ji)可。脆性(xing)(xing)材料錘擊(ji)(ji)次數宜少不宜多，一(yi)般不錘擊(ji)(ji)第一(yi)層(ceng)和(he)表面(mian)層(ceng)。
④. 加熱(re)減(jian)應區
焊(han)接(jie)(jie)時加(jia)熱(re)阻(zu)礙焊(han)接(jie)(jie)區(qu)自由(you)伸縮(suo)(suo)的(de)部位(wei)稱(cheng)“減應(ying)(ying)(ying)區(qu)”，使之與焊(han)接(jie)(jie)區(qu)同(tong)時膨脹和同(tong)時收縮(suo)(suo)，起(qi)到減小焊(han)接(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)作用。此法稱(cheng)為加(jia)熱(re)減應(ying)(ying)(ying)區(qu)法，其原理如圖6-15所示，圖中輪(lun)輻或輪(lun)緣已(yi)斷(duan)(duan)裂(lie)，需修復。若直接(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)斷(duan)(duan)口(kou)處，焊(han)縫橫向收縮(suo)(suo)受(shou)阻(zu)，焊(han)縫受(shou)到相當(dang)大的(de)橫向應(ying)(ying)(ying)力(li)。若焊(han)前在兩(liang)(liang)側(ce)構件的(de)減應(ying)(ying)(ying)區(qu)處同(tong)時加(jia)熱(re)，兩(liang)(liang)側(ce)受(shou)熱(re)膨脹，使中心構件斷(duan)(duan)口(kou)間隙增大。此時對(dui)斷(duan)(duan)口(kou)處進行焊(han)接(jie)(jie)，焊(han)后(hou)兩(liang)(liang)側(ce)也(ye)停止加(jia)熱(re)。于是焊(han)縫和兩(liang)(liang)側(ce)加(jia)熱(re)區(qu)同(tong)時冷卻收縮(suo)(suo)，互不阻(zu)礙，結(jie)果減小了焊(han)接(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)力(li)。
