可以從設計和工藝兩個方面減小不銹鋼焊(han)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(cuo)施(shi)
①. 盡量減少結(jie)構上焊縫(feng)的數量和焊縫(feng)尺寸(cun)
多一條(tiao)焊(han)縫就(jiu)多一處內應(ying)力源；過大的焊(han)縫尺寸，焊(han)接(jie)時受熱區域加大，使引起殘余應(ying)力與變形(xing)的壓縮塑性變形(xing)區或(huo)變形(xing)增大。
②. 避免焊(han)縫過分集中(zhong)，焊(han)縫間應保持(chi)足夠的距離
焊(han)縫過分集中不僅使應力(li)(li)分布(bu)更(geng)不均勻，而(er)且可(ke)能出(chu)現雙(shuang)向或三(san)向復雜的應力(li)(li)狀態。壓(ya)力(li)(li)容器設(she)計規(gui)范對(dui)焊(han)縫最(zui)小間距有嚴(yan)格(ge)的要求，如圖6-8所示。
③. 要盡量防止焊縫密集(ji)、交叉
圖6-9所示是焊(han)縫交(jiao)叉(cha)的典型實例。焊(han)縫交(jiao)叉(cha)會在(zai)相交(jiao)處形成三軸拉應(ying)力狀態，即使高(gao)韌(ren)性的材(cai)料在(zai)三軸拉應(ying)力場中也會完(wan)全喪失塑(su)性變形的能(neng)(neng)力。如能(neng)(neng)按圖6-10所示對交(jiao)叉(cha)焊(han)縫進行處理，會明顯減小焊(han)接殘余應(ying)力。
④. 采用剛性較小的(de)接頭形式，使(shi)焊縫(feng)能比較自由地收(shou)縮(suo)
例如，采(cai)用在鋼柱(zhu)內(nei)(nei)挖槽的方(fang)法來減小(xiao)剛(gang)度，如圖6-11所示。在焊(han)接(jie)環形(xing)封閉焊(han)縫(feng)(feng)時，可使內(nei)(nei)板預制(zhi)變形(xing)，這樣焊(han)縫(feng)(feng)收縮時有較大的自由(you)度，從而可減小(xiao)焊(han)接(jie)殘余(yu)應(ying)力。
⑤. 采用合理的接(jie)頭形(xing)式，盡量(liang)避免采用搭(da)接(jie)接(jie)頭
搭接接頭應力(li)集中較嚴重(zhong)，與殘(can)余應力(li)疊加后(hou)會造成不良影響。
2. 工(gong)藝(yi)措施(shi)
①. 采(cai)用(yong)合理的焊接順序(xu)
焊(han)(han)(han)接應(ying)(ying)力是焊(han)(han)(han)縫區(qu)金(jin)屬(shu)縱向(xiang)和(he)橫(heng)向(xiang)收(shou)(shou)縮(suo)不自(zi)由引起(qi)的(de)(de)。因(yin)此(ci)，要減(jian)小(xiao)焊(han)(han)(han)接應(ying)(ying)力就需根據產品結(jie)構特點和(he)焊(han)(han)(han)縫的(de)(de)分(fen)布情況等確定最(zui)合(he)理的(de)(de)裝配和(he)焊(han)(han)(han)接順序。其原則是：減(jian)小(xiao)拘束，盡量使每條焊(han)(han)(han)縫能自(zi)由地收(shou)(shou)縮(suo)。多種焊(han)(han)(han)縫時，應(ying)(ying)先焊(han)(han)(han)收(shou)(shou)縮(suo)量最(zui)大(da)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫；長焊(han)(han)(han)縫宜從中間向(xiang)兩頭焊(han)(han)(han)，避免從兩頭向(xiang)中間焊(han)(han)(han)。
在焊(han)(han)接(jie)對接(jie)焊(han)(han)縫與角焊(han)(han)縫交叉的結構時(shi)，如圖6-12所示(shi)，對接(jie)焊(han)(han)縫1的橫向收(shou)縮量(liang)大，必須先焊(han)(han)，后焊(han)(han)角焊(han)(han)縫2.反之則使橫向收(shou)縮不自由，極易產(chan)生裂紋。
根據構件的受(shou)力情況，先焊工作(zuo)時受(shou)力大的焊縫(feng)，如工作(zuo)應力為拉應力，則在安(an)排(pai)裝焊順序(xu)時設法使(shi)后焊焊縫(feng)對先焊焊縫(feng)造成預先壓縮作(zuo)用，這樣有利(li)于(yu)提高焊縫(feng)的承載(zai)能力。
大(da)型焊(han)(han)(han)接(jie)工(gong)(gong)字(zi)(zi)梁(liang)在工(gong)(gong)地(di)安(an)裝(zhuang)時(shi)的(de)(de)(de)接(jie)頭如圖(tu)6-13所示。為減小(xiao)焊(han)(han)(han)接(jie)應(ying)力(li)(li)，在工(gong)(gong)地(di)安(an)裝(zhuang)前，工(gong)(gong)字(zi)(zi)梁(liang)蓋板(ban)與腹板(ban)的(de)(de)(de)角焊(han)(han)(han)縫有(you)一(yi)段不焊(han)(han)(han)接(jie)，即上面(mian)的(de)(de)(de)1200mm和下面(mian)的(de)(de)(de)800mm,如果(guo)先(xian)焊(han)(han)(han)此(ci)角焊(han)(han)(han)縫3,再(zai)焊(han)(han)(han)腹板(ban)對(dui)接(jie)焊(han)(han)(han)縫4和蓋板(ban)對(dui)接(jie)焊(han)(han)(han)縫1、2,則焊(han)(han)(han)縫4和焊(han)(han)(han)縫1、2在焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)都處于(yu)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)剛(gang)性拘束(shu)狀態，其收縮時(shi)受到焊(han)(han)(han)縫3的(de)(de)(de)限(xian)制而(er)產生較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)拉應(ying)力(li)(li)，因而(er)會影響其承載(zai)能力(li)(li)。如果(guo)先(xian)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫1、2,它們均可以(yi)(yi)較(jiao)自由地(di)收縮，再(zai)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫3、4,這樣可以(yi)(yi)使受力(li)(li)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫1預先(xian)承受壓應(ying)力(li)(li)，有(you)利于(yu)提高工(gong)(gong)字(zi)(zi)梁(liang)的(de)(de)(de)承載(zai)能力(li)(li)。
②. 降低焊(han)縫的拘束(shu)度
平(ping)板(ban)上鑲(xiang)板(ban)的(de)封閉(bi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時拘束度大，焊(han)(han)(han)(han)(han)后焊(han)(han)(han)(han)(han)縫縱向和橫向拉應力(li)都(dou)較(jiao)大，極易產生(sheng)裂紋。為了降(jiang)低殘(can)余(yu)應力(li)，應設法降(jiang)低該封閉(bi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)拘束度。圖6-14所示是焊(han)(han)(han)(han)(han)前對鑲(xiang)板(ban)的(de)邊緣適(shi)(shi)當翻邊，做出角(jiao)反變形狀，焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時翻邊處拘束度減(jian)(jian)小(xiao)；或者將鑲(xiang)板(ban)壓凹，也可達到(dao)同樣的(de)效果。若鑲(xiang)板(ban)收(shou)縮(suo)余(yu)量預(yu)留得適(shi)(shi)當，焊(han)(han)(han)(han)(han)后殘(can)余(yu)應力(li)可減(jian)(jian)小(xiao)且鑲(xiang)板(ban)收(shou)縮(suo)余(yu)量預(yu)留得合適(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)(han)后殘(can)余(yu)變形可減(jian)(jian)小(xiao)且鑲(xiang)板(ban)與平(ping)板(ban)平(ping)齊。
③. 錘擊焊縫
利用圓頭小錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)(ji)焊縫(feng)，使焊縫(feng)金屬延(yan)展(zhan)，抵消一(yi)(yi)些(xie)焊縫(feng)區的收縮(suo)，以(yi)(yi)降低內應力(li)。此法在(zai)焊接強度高(gao)、塑(su)(su)性(xing)差(cha)的材料(liao)時(shi)(shi)(shi)（尤其(qi)在(zai)修(xiu)理工(gong)作中(zhong)）十分有效，但要(yao)掌握錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)機、錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)(ji)力(li)大(da)小和錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)(ji)次數。目前仍以(yi)(yi)手工(gong)操作，靠(kao)個人技巧。在(zai)時(shi)(shi)(shi)機上(shang)一(yi)(yi)般(ban)(ban)以(yi)(yi)拉(la)應力(li)開(kai)始形成，溫(wen)度較高(gao)（500~800℃)時(shi)(shi)(shi)錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)好，這時(shi)(shi)(shi)金屬具有較高(gao)的塑(su)(su)性(xing)和延(yan)展(zhan)性(xing)。對(dui)含碳量及合金含量高(gao)的材料(liao)，低于500℃,則(ze)不宜(yi)再錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)(ji)。錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)(ji)力(li)度要(yao)合適，過度會開(kai)裂(lie)，一(yi)(yi)般(ban)(ban)以(yi)(yi)表面薄(bo)層獲得延(yan)展(zhan)即可。脆性(xing)材料(liao)錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)(ji)次數宜(yi)少不宜(yi)多，一(yi)(yi)般(ban)(ban)不錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)(ji)第一(yi)(yi)層和表面層。
④. 加熱減應區
焊(han)(han)(han)接時(shi)加(jia)熱(re)阻(zu)礙(ai)焊(han)(han)(han)接區(qu)自由伸(shen)縮(suo)的部位稱(cheng)(cheng)“減應(ying)區(qu)”，使之(zhi)與焊(han)(han)(han)接區(qu)同時(shi)膨脹(zhang)和同時(shi)收縮(suo)，起(qi)到減小(xiao)焊(han)(han)(han)接應(ying)力(li)的作用。此法稱(cheng)(cheng)為加(jia)熱(re)減應(ying)區(qu)法，其原理如圖(tu)6-15所示(shi)，圖(tu)中輪輻或(huo)輪緣已斷裂(lie)，需修復。若直接焊(han)(han)(han)接斷口處(chu)，焊(han)(han)(han)縫(feng)橫(heng)(heng)向(xiang)收縮(suo)受(shou)(shou)阻(zu)，焊(han)(han)(han)縫(feng)受(shou)(shou)到相當大的橫(heng)(heng)向(xiang)應(ying)力(li)。若焊(han)(han)(han)前在兩(liang)側構件(jian)的減應(ying)區(qu)處(chu)同時(shi)加(jia)熱(re)，兩(liang)側受(shou)(shou)熱(re)膨脹(zhang)，使中心構件(jian)斷口間隙增(zeng)大。此時(shi)對斷口處(chu)進行(xing)焊(han)(han)(han)接，焊(han)(han)(han)后兩(liang)側也停止加(jia)熱(re)。于是焊(han)(han)(han)縫(feng)和兩(liang)側加(jia)熱(re)區(qu)同時(shi)冷卻收縮(suo)，互不阻(zu)礙(ai)，結果減小(xiao)了焊(han)(han)(han)接應(ying)力(li)。
