可以從設計和工藝兩個方面減小不(bu)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(gang)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(she)計措施
①. 盡量(liang)減少(shao)結(jie)構上焊(han)縫的數量(liang)和焊(han)縫尺寸
多一(yi)條焊縫(feng)就多一(yi)處內(nei)應力源；過(guo)大(da)(da)的焊縫(feng)尺寸，焊接時(shi)受(shou)熱區域(yu)加(jia)大(da)(da)，使引起(qi)殘余應力與(yu)變(bian)(bian)形(xing)的壓縮塑(su)性變(bian)(bian)形(xing)區或變(bian)(bian)形(xing)增大(da)(da)。
②. 避免焊縫過分集中，焊縫間(jian)應保持足夠的距離
焊(han)縫(feng)過(guo)分(fen)(fen)集中不僅使應力分(fen)(fen)布更不均勻，而(er)且可(ke)能出現(xian)雙(shuang)向(xiang)或三向(xiang)復雜的(de)應力狀態。壓(ya)力容(rong)器設計規范對(dui)焊(han)縫(feng)最小間距有嚴格的(de)要求，如圖(tu)6-8所示。
③. 要盡量防(fang)止焊縫密(mi)集、交叉(cha)
圖(tu)6-9所(suo)示是(shi)焊(han)縫交叉(cha)的(de)典型實例。焊(han)縫交叉(cha)會在相(xiang)交處(chu)形成三(san)軸(zhou)(zhou)拉(la)應(ying)力(li)狀態，即使高韌性的(de)材料在三(san)軸(zhou)(zhou)拉(la)應(ying)力(li)場中也會完全喪失(shi)塑性變(bian)形的(de)能力(li)。如能按圖(tu)6-10所(suo)示對交叉(cha)焊(han)縫進行處(chu)理(li)，會明顯減小焊(han)接(jie)殘余應(ying)力(li)。
④. 采(cai)用剛性較小的接頭形式，使焊縫能(neng)比較自由(you)地收縮(suo)
例如，采用(yong)在鋼柱內(nei)挖槽(cao)的(de)(de)方法來(lai)減小剛度(du)，如圖6-11所(suo)示。在焊(han)接環形(xing)封閉焊(han)縫(feng)時(shi)，可使內(nei)板預制(zhi)變(bian)形(xing)，這樣焊(han)縫(feng)收縮時(shi)有較(jiao)大(da)的(de)(de)自由度(du)，從(cong)而(er)可減小焊(han)接殘(can)余應(ying)力。
⑤. 采用合理的接(jie)頭形式，盡量避免采用搭接(jie)接(jie)頭
搭接接頭應力集中較嚴重(zhong)，與殘余應力疊加后會造成不良影響。
2. 工藝措施
①. 采用(yong)合(he)理的焊接順序
焊(han)接應(ying)力是焊(han)縫(feng)(feng)區金屬(shu)縱向和橫向收縮(suo)不自由引起的。因此(ci)，要減小焊(han)接應(ying)力就(jiu)需根據產品結構特點和焊(han)縫(feng)(feng)的分(fen)布情況等確定最合理的裝(zhuang)配和焊(han)接順序。其原則(ze)是：減小拘束，盡量使每條(tiao)焊(han)縫(feng)(feng)能自由地收縮(suo)。多種焊(han)縫(feng)(feng)時，應(ying)先焊(han)收縮(suo)量最大的焊(han)縫(feng)(feng)；長焊(han)縫(feng)(feng)宜從中(zhong)間向兩頭焊(han)，避免從兩頭向中(zhong)間焊(han)。
在焊(han)接對接焊(han)縫(feng)(feng)與(yu)角(jiao)焊(han)縫(feng)(feng)交(jiao)叉的結構時，如圖6-12所示，對接焊(han)縫(feng)(feng)1的橫向收縮量大，必須先焊(han)，后焊(han)角(jiao)焊(han)縫(feng)(feng)2.反(fan)之則使橫向收縮不(bu)自由，極易產(chan)生裂(lie)紋。
根據(ju)構件的(de)受(shou)力情況(kuang)，先(xian)焊(han)工作(zuo)時(shi)(shi)受(shou)力大的(de)焊(han)縫(feng)，如(ru)工作(zuo)應力為拉應力，則在安排裝焊(han)順序時(shi)(shi)設法使后焊(han)焊(han)縫(feng)對(dui)先(xian)焊(han)焊(han)縫(feng)造(zao)成(cheng)預先(xian)壓(ya)縮作(zuo)用，這樣有利于提高焊(han)縫(feng)的(de)承(cheng)載(zai)能力。
大型(xing)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工字(zi)(zi)梁在(zai)工地安(an)裝(zhuang)時的(de)接(jie)頭如圖6-13所示。為減(jian)小焊(han)(han)(han)(han)接(jie)應力(li)，在(zai)工地安(an)裝(zhuang)前，工字(zi)(zi)梁蓋板與腹(fu)板的(de)角焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)有一段不焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，即上面(mian)(mian)的(de)1200mm和(he)下面(mian)(mian)的(de)800mm,如果先焊(han)(han)(han)(han)此角焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)3,再焊(han)(han)(han)(han)腹(fu)板對(dui)接(jie)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)4和(he)蓋板對(dui)接(jie)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)1、2,則焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)4和(he)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)1、2在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時都處于較(jiao)大的(de)剛性拘(ju)束(shu)狀態，其收(shou)縮時受到焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)3的(de)限制(zhi)而產生較(jiao)大的(de)拉應力(li)，因(yin)而會影(ying)響其承載能(neng)力(li)。如果先焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)1、2,它們均可(ke)(ke)以較(jiao)自由(you)地收(shou)縮，再焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)3、4,這樣可(ke)(ke)以使受力(li)較(jiao)大的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)1預先承受壓(ya)應力(li)，有利于提高工字(zi)(zi)梁的(de)承載能(neng)力(li)。
②. 降低焊(han)縫的拘束度(du)
平(ping)板(ban)(ban)(ban)上鑲(xiang)板(ban)(ban)(ban)的(de)封(feng)閉(bi)焊(han)縫(feng)焊(han)接時拘束(shu)度(du)(du)大，焊(han)后(hou)焊(han)縫(feng)縱向和(he)橫向拉應(ying)力(li)都(dou)較大，極易產生裂紋。為了(le)降(jiang)(jiang)低(di)殘(can)余(yu)應(ying)力(li)，應(ying)設法(fa)降(jiang)(jiang)低(di)該封(feng)閉(bi)焊(han)縫(feng)的(de)拘束(shu)度(du)(du)。圖6-14所示是焊(han)前(qian)對(dui)鑲(xiang)板(ban)(ban)(ban)的(de)邊緣適當(dang)翻邊，做出(chu)角反變形狀，焊(han)接時翻邊處拘束(shu)度(du)(du)減(jian)小；或者將(jiang)鑲(xiang)板(ban)(ban)(ban)壓凹，也(ye)可(ke)達到同樣的(de)效果(guo)。若鑲(xiang)板(ban)(ban)(ban)收(shou)縮余(yu)量(liang)預留得(de)(de)適當(dang)，焊(han)后(hou)殘(can)余(yu)應(ying)力(li)可(ke)減(jian)小且鑲(xiang)板(ban)(ban)(ban)收(shou)縮余(yu)量(liang)預留得(de)(de)合(he)適，焊(han)后(hou)殘(can)余(yu)變形可(ke)減(jian)小且鑲(xiang)板(ban)(ban)(ban)與平(ping)板(ban)(ban)(ban)平(ping)齊。
③. 錘擊焊縫(feng)
利用圓頭小錘(chui)(chui)(chui)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)焊(han)(han)縫(feng)(feng)，使焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬延(yan)展(zhan)，抵消一(yi)些焊(han)(han)縫(feng)(feng)區的(de)(de)收縮，以降低(di)內應力(li)(li)。此法(fa)在焊(han)(han)接強度(du)高(gao)、塑(su)性(xing)差的(de)(de)材料時（尤其在修理工(gong)(gong)作中）十分有效，但(dan)要(yao)掌握錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)時機、錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)力(li)(li)大(da)小和(he)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)次數。目前仍以手(shou)工(gong)(gong)操作，靠個人技巧。在時機上一(yi)般以拉應力(li)(li)開(kai)始形成，溫度(du)較高(gao)（500~800℃)時錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)為好，這時金屬具有較高(gao)的(de)(de)塑(su)性(xing)和(he)延(yan)展(zhan)性(xing)。對含碳量及合(he)金含量高(gao)的(de)(de)材料，低(di)于500℃,則不宜(yi)再錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)。錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)力(li)(li)度(du)要(yao)合(he)適，過度(du)會(hui)開(kai)裂，一(yi)般以表面(mian)薄層(ceng)獲得延(yan)展(zhan)即可。脆(cui)性(xing)材料錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)次數宜(yi)少(shao)不宜(yi)多，一(yi)般不錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)第一(yi)層(ceng)和(he)表面(mian)層(ceng)。
④. 加(jia)熱減(jian)應區
焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)加(jia)熱(re)阻礙(ai)焊(han)(han)(han)接(jie)區(qu)(qu)自由伸縮(suo)的(de)部位稱“減應(ying)(ying)區(qu)(qu)”，使(shi)之與焊(han)(han)(han)接(jie)區(qu)(qu)同(tong)時(shi)膨脹(zhang)和同(tong)時(shi)收(shou)縮(suo)，起到減小焊(han)(han)(han)接(jie)應(ying)(ying)力的(de)作用。此法稱為加(jia)熱(re)減應(ying)(ying)區(qu)(qu)法，其原理如圖(tu)6-15所示，圖(tu)中輪輻或輪緣已斷裂，需修(xiu)復。若直接(jie)焊(han)(han)(han)接(jie)斷口處(chu)，焊(han)(han)(han)縫(feng)橫向收(shou)縮(suo)受(shou)阻，焊(han)(han)(han)縫(feng)受(shou)到相當大(da)的(de)橫向應(ying)(ying)力。若焊(han)(han)(han)前在兩(liang)(liang)側構(gou)件的(de)減應(ying)(ying)區(qu)(qu)處(chu)同(tong)時(shi)加(jia)熱(re)，兩(liang)(liang)側受(shou)熱(re)膨脹(zhang)，使(shi)中心構(gou)件斷口間隙增大(da)。此時(shi)對斷口處(chu)進行焊(han)(han)(han)接(jie)，焊(han)(han)(han)后兩(liang)(liang)側也停(ting)止加(jia)熱(re)。于是(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)和兩(liang)(liang)側加(jia)熱(re)區(qu)(qu)同(tong)時(shi)冷卻收(shou)縮(suo)，互不阻礙(ai)，結果減小了焊(han)(han)(han)接(jie)應(ying)(ying)力。
