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. 盡量減少結構上焊縫的數量和(he)焊縫尺(chi)寸
多一條(tiao)焊縫(feng)就多一處內應(ying)(ying)力源；過大的焊縫(feng)尺寸，焊接時受熱區(qu)域加大，使引起殘余應(ying)(ying)力與變(bian)形的壓縮塑性變(bian)形區(qu)或變(bian)形增大。
②. 避免(mian)焊縫(feng)(feng)過分集中，焊縫(feng)(feng)間應(ying)保持(chi)足夠的距離
焊縫過分集(ji)中不僅(jin)使應力分布更不均勻，而(er)且(qie)可能(neng)出現雙(shuang)向(xiang)或三(san)向(xiang)復雜的應力狀態。壓(ya)力容器設計規范(fan)對(dui)焊縫最小間距有嚴格的要求，如圖6-8所示。
③. 要(yao)盡量防(fang)止焊(han)縫密(mi)集、交叉(cha)
圖6-9所示(shi)是(shi)焊縫(feng)交(jiao)叉的典型實例。焊縫(feng)交(jiao)叉會(hui)在相交(jiao)處(chu)形成三(san)(san)軸拉(la)應(ying)力(li)狀態，即使高韌性的材料在三(san)(san)軸拉(la)應(ying)力(li)場中(zhong)也會(hui)完全喪失塑性變形的能(neng)力(li)。如能(neng)按圖6-10所示(shi)對交(jiao)叉焊縫(feng)進(jin)行處(chu)理(li)，會(hui)明顯減小焊接殘(can)余應(ying)力(li)。
④. 采用剛(gang)性(xing)較小(xiao)的(de)接頭形式(shi)，使焊縫能比(bi)較自由地收縮
例如，采用在鋼柱內挖槽的(de)方法來(lai)減小剛度(du)，如圖(tu)6-11所(suo)示。在焊接環(huan)形(xing)封閉焊縫時，可(ke)使(shi)內板預制變形(xing)，這樣(yang)焊縫收(shou)縮時有較(jiao)大的(de)自由度(du)，從而可(ke)減小焊接殘(can)余應力。
⑤. 采用合理的(de)接頭(tou)形式，盡量(liang)避(bi)免采用搭(da)接接頭(tou)
搭(da)接接頭應力集(ji)中較嚴重(zhong)，與(yu)殘余(yu)應力疊加后會造成(cheng)不良(liang)影響。
2. 工藝措施
①. 采用合理的焊接(jie)順(shun)序
焊(han)接(jie)應(ying)力是焊(han)縫區金(jin)屬縱向(xiang)和橫向(xiang)收縮(suo)不自(zi)(zi)由引(yin)起的。因此，要減(jian)小焊(han)接(jie)應(ying)力就需根據產品結構特點和焊(han)縫的分布情況(kuang)等確(que)定(ding)最(zui)合理的裝配和焊(han)接(jie)順序。其原則是：減(jian)小拘束，盡量使每(mei)條焊(han)縫能自(zi)(zi)由地收縮(suo)。多種焊(han)縫時(shi)，應(ying)先(xian)焊(han)收縮(suo)量最(zui)大的焊(han)縫；長焊(han)縫宜(yi)從中間向(xiang)兩頭焊(han)，避免(mian)從兩頭向(xiang)中間焊(han)。
在(zai)焊接對接焊縫(feng)(feng)與角焊縫(feng)(feng)交叉的結構時，如圖6-12所示(shi)，對接焊縫(feng)(feng)1的橫向收縮量大，必須先焊，后焊角焊縫(feng)(feng)2.反之(zhi)則(ze)使橫向收縮不自由，極(ji)易產生裂(lie)紋(wen)。
根據構件的受力(li)(li)(li)情況，先(xian)焊(han)工作(zuo)時受力(li)(li)(li)大的焊(han)縫(feng)，如(ru)工作(zuo)應力(li)(li)(li)為拉應力(li)(li)(li)，則(ze)在安排裝焊(han)順序(xu)時設法使后焊(han)焊(han)縫(feng)對先(xian)焊(han)焊(han)縫(feng)造成預先(xian)壓縮作(zuo)用，這樣(yang)有(you)利于提高(gao)焊(han)縫(feng)的承(cheng)載能力(li)(li)(li)。
大(da)型焊(han)(han)(han)接工字(zi)梁(liang)在工地安裝時(shi)(shi)的(de)接頭如圖6-13所示。為減小焊(han)(han)(han)接應力(li)(li)，在工地安裝前(qian)，工字(zi)梁(liang)蓋板(ban)與腹(fu)板(ban)的(de)角焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)有(you)一段不(bu)焊(han)(han)(han)接，即上面的(de)1200mm和(he)下面的(de)800mm,如果(guo)先焊(han)(han)(han)此角焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3,再(zai)焊(han)(han)(han)腹(fu)板(ban)對(dui)接焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)4和(he)蓋板(ban)對(dui)接焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2,則焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)4和(he)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2在焊(han)(han)(han)接時(shi)(shi)都(dou)處于(yu)較大(da)的(de)剛性拘束(shu)狀態，其收縮時(shi)(shi)受到焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3的(de)限(xian)制而產生(sheng)較大(da)的(de)拉應力(li)(li)，因而會(hui)影響其承載能(neng)力(li)(li)。如果(guo)先焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2,它們均可(ke)以較自由(you)地收縮，再(zai)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3、4,這(zhe)樣(yang)可(ke)以使受力(li)(li)較大(da)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1預(yu)先承受壓應力(li)(li)，有(you)利于(yu)提高工字(zi)梁(liang)的(de)承載能(neng)力(li)(li)。
②. 降低焊縫的(de)拘束度
平(ping)板(ban)上鑲板(ban)的(de)封閉焊(han)縫(feng)焊(han)接時(shi)(shi)拘(ju)束(shu)度大，焊(han)后焊(han)縫(feng)縱向(xiang)和橫向(xiang)拉應(ying)力(li)都較大，極易產生裂紋。為了(le)降低殘(can)余(yu)應(ying)力(li)，應(ying)設法降低該封閉焊(han)縫(feng)的(de)拘(ju)束(shu)度。圖6-14所示是焊(han)前對鑲板(ban)的(de)邊(bian)緣適當翻(fan)(fan)邊(bian)，做出角反變形狀，焊(han)接時(shi)(shi)翻(fan)(fan)邊(bian)處拘(ju)束(shu)度減(jian)(jian)小；或者將鑲板(ban)壓(ya)凹，也可(ke)達到同(tong)樣的(de)效果。若鑲板(ban)收縮余(yu)量(liang)預留得適當，焊(han)后殘(can)余(yu)應(ying)力(li)可(ke)減(jian)(jian)小且鑲板(ban)收縮余(yu)量(liang)預留得合(he)適，焊(han)后殘(can)余(yu)變形可(ke)減(jian)(jian)小且鑲板(ban)與(yu)平(ping)板(ban)平(ping)齊(qi)。
③. 錘(chui)擊焊(han)縫
利(li)用(yong)圓頭小(xiao)錘(chui)錘(chui)擊焊縫(feng)，使(shi)焊縫(feng)金(jin)屬延展，抵(di)消一些焊縫(feng)區的收縮，以降(jiang)低內應(ying)力(li)。此(ci)法在焊接強度(du)(du)高(gao)、塑(su)性(xing)差的材料時（尤其在修(xiu)理工作中）十分(fen)有(you)效，但要掌握錘(chui)擊時機(ji)、錘(chui)擊力(li)大(da)小(xiao)和錘(chui)擊次數。目(mu)前(qian)仍以手工操作，靠個人技巧。在時機(ji)上(shang)一般(ban)以拉應(ying)力(li)開始形成，溫度(du)(du)較(jiao)高(gao)（500~800℃)時錘(chui)擊為(wei)好，這時金(jin)屬具有(you)較(jiao)高(gao)的塑(su)性(xing)和延展性(xing)。對(dui)含碳量及合金(jin)含量高(gao)的材料，低于500℃,則不宜再錘(chui)擊。錘(chui)擊力(li)度(du)(du)要合適，過度(du)(du)會(hui)開裂，一般(ban)以表面薄(bo)層(ceng)獲得(de)延展即可。脆性(xing)材料錘(chui)擊次數宜少不宜多(duo)，一般(ban)不錘(chui)擊第(di)一層(ceng)和表面層(ceng)。
④. 加(jia)熱(re)減應區
焊接(jie)時(shi)(shi)加(jia)熱阻(zu)礙(ai)焊接(jie)區(qu)自由伸(shen)縮的(de)(de)部位稱(cheng)“減(jian)應(ying)區(qu)”，使之與焊接(jie)區(qu)同(tong)時(shi)(shi)膨(peng)脹(zhang)和同(tong)時(shi)(shi)收(shou)縮，起(qi)到減(jian)小(xiao)焊接(jie)應(ying)力(li)(li)的(de)(de)作用。此(ci)法稱(cheng)為加(jia)熱減(jian)應(ying)區(qu)法，其原理如圖6-15所(suo)示(shi)，圖中輪(lun)(lun)輻或(huo)輪(lun)(lun)緣已斷(duan)裂，需修復。若直(zhi)接(jie)焊接(jie)斷(duan)口(kou)(kou)(kou)處(chu)，焊縫橫向(xiang)收(shou)縮受阻(zu)，焊縫受到相當大的(de)(de)橫向(xiang)應(ying)力(li)(li)。若焊前在兩側(ce)構(gou)件的(de)(de)減(jian)應(ying)區(qu)處(chu)同(tong)時(shi)(shi)加(jia)熱，兩側(ce)受熱膨(peng)脹(zhang)，使中心(xin)構(gou)件斷(duan)口(kou)(kou)(kou)間隙增大。此(ci)時(shi)(shi)對斷(duan)口(kou)(kou)(kou)處(chu)進行焊接(jie)，焊后兩側(ce)也停止加(jia)熱。于是焊縫和兩側(ce)加(jia)熱區(qu)同(tong)時(shi)(shi)冷卻收(shou)縮，互不(bu)阻(zu)礙(ai)，結果減(jian)小(xiao)了(le)焊接(jie)應(ying)力(li)(li)。
