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(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. 設計措施
①. 盡量減少結構上焊縫(feng)的數量和焊縫(feng)尺寸
多(duo)一條焊縫就多(duo)一處(chu)內應力源；過(guo)大的(de)(de)焊縫尺(chi)寸，焊接(jie)時受熱區域加大，使(shi)引起殘余應力與變(bian)形的(de)(de)壓縮(suo)塑性變(bian)形區或變(bian)形增大。
②. 避(bi)免(mian)焊(han)縫過分集中(zhong)，焊(han)縫間應保持足夠的距離(li)
焊(han)縫(feng)過(guo)分集中不(bu)僅使應力(li)分布更不(bu)均勻，而且可(ke)能(neng)出(chu)現雙向或(huo)三向復雜(za)的應力(li)狀態。壓力(li)容器設計規范對焊(han)縫(feng)最(zui)小間距(ju)有(you)嚴(yan)格的要(yao)求，如圖(tu)6-8所示。
③. 要盡量防止焊縫密集、交叉
圖(tu)6-9所示是焊縫(feng)交叉(cha)(cha)的典型實例。焊縫(feng)交叉(cha)(cha)會在(zai)相交處形成三軸拉(la)應(ying)力(li)狀態，即(ji)使高韌性的材料在(zai)三軸拉(la)應(ying)力(li)場(chang)中也會完全喪(sang)失塑性變形的能力(li)。如能按圖(tu)6-10所示對交叉(cha)(cha)焊縫(feng)進行(xing)處理，會明顯減(jian)小焊接殘余應(ying)力(li)。
④. 采用(yong)剛性較小的(de)接頭形式，使焊縫能比較自由地收(shou)縮
例如，采用(yong)在鋼(gang)柱內挖槽的方法來減(jian)(jian)小剛度，如圖6-11所示(shi)。在焊(han)接(jie)環形(xing)封(feng)閉焊(han)縫時，可(ke)使內板預制變(bian)形(xing)，這樣焊(han)縫收(shou)縮時有較大的自(zi)由(you)度，從(cong)而可(ke)減(jian)(jian)小焊(han)接(jie)殘余(yu)應力。
⑤. 采(cai)用合理的接(jie)頭(tou)形(xing)式，盡量(liang)避(bi)免(mian)采(cai)用搭接(jie)接(jie)頭(tou)
搭(da)接接頭應力集(ji)中較嚴重，與殘余應力疊(die)加后會造成不(bu)良影響。
2. 工藝措施
①. 采用(yong)合(he)理(li)的(de)焊接順序(xu)
焊(han)(han)(han)接應力是焊(han)(han)(han)縫(feng)區金屬縱向(xiang)(xiang)和橫向(xiang)(xiang)收(shou)縮不自由(you)引起(qi)的。因此，要減小(xiao)焊(han)(han)(han)接應力就需(xu)根(gen)據產品結構特點和焊(han)(han)(han)縫(feng)的分(fen)布情(qing)況等確定最合理的裝配和焊(han)(han)(han)接順序。其原(yuan)則是：減小(xiao)拘束，盡量使(shi)每條焊(han)(han)(han)縫(feng)能自由(you)地收(shou)縮。多種(zhong)焊(han)(han)(han)縫(feng)時，應先焊(han)(han)(han)收(shou)縮量最大的焊(han)(han)(han)縫(feng)；長焊(han)(han)(han)縫(feng)宜從(cong)中間向(xiang)(xiang)兩頭(tou)焊(han)(han)(han)，避免從(cong)兩頭(tou)向(xiang)(xiang)中間焊(han)(han)(han)。
在焊(han)接(jie)對(dui)接(jie)焊(han)縫(feng)(feng)與(yu)角焊(han)縫(feng)(feng)交叉的(de)結(jie)構時，如圖6-12所示，對(dui)接(jie)焊(han)縫(feng)(feng)1的(de)橫向(xiang)收(shou)(shou)縮量大，必(bi)須先焊(han)，后(hou)焊(han)角焊(han)縫(feng)(feng)2.反之則使橫向(xiang)收(shou)(shou)縮不自由，極(ji)易產生裂紋(wen)。
根據構件的(de)(de)受(shou)力(li)情況，先(xian)焊工作(zuo)(zuo)時(shi)受(shou)力(li)大的(de)(de)焊縫，如(ru)工作(zuo)(zuo)應力(li)為拉應力(li)，則在安排裝(zhuang)焊順序時(shi)設法使后(hou)焊焊縫對(dui)先(xian)焊焊縫造成預先(xian)壓縮(suo)作(zuo)(zuo)用，這樣(yang)有(you)利于提高(gao)焊縫的(de)(de)承載能力(li)。
大型焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工(gong)(gong)字(zi)梁(liang)在工(gong)(gong)地(di)(di)安裝(zhuang)時(shi)的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭如(ru)圖6-13所示。為減小焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)應(ying)力，在工(gong)(gong)地(di)(di)安裝(zhuang)前，工(gong)(gong)字(zi)梁(liang)蓋板(ban)與腹板(ban)的(de)(de)角焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)有一段(duan)不焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，即上面(mian)的(de)(de)1200mm和下面(mian)的(de)(de)800mm,如(ru)果先焊(han)(han)(han)此角焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3,再(zai)焊(han)(han)(han)腹板(ban)對接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)4和蓋板(ban)對接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2,則焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)4和焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)都處于較(jiao)大的(de)(de)剛(gang)性拘(ju)束狀態(tai)，其(qi)收縮時(shi)受到焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3的(de)(de)限制而產生較(jiao)大的(de)(de)拉應(ying)力，因而會(hui)影響其(qi)承載(zai)能(neng)力。如(ru)果先焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1、2,它(ta)們均(jun)可以(yi)較(jiao)自由地(di)(di)收縮，再(zai)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)3、4,這樣可以(yi)使受力較(jiao)大的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)1預先承受壓應(ying)力，有利于提高工(gong)(gong)字(zi)梁(liang)的(de)(de)承載(zai)能(neng)力。
②. 降低焊縫(feng)的拘(ju)束度
平板上鑲(xiang)(xiang)板的封閉焊(han)(han)縫焊(han)(han)接時拘束(shu)(shu)度大，焊(han)(han)后焊(han)(han)縫縱向(xiang)和橫向(xiang)拉應力(li)都較(jiao)大，極易產生裂紋。為了降(jiang)低殘余(yu)應力(li)，應設法降(jiang)低該封閉焊(han)(han)縫的拘束(shu)(shu)度。圖6-14所(suo)示是(shi)焊(han)(han)前對鑲(xiang)(xiang)板的邊(bian)緣適(shi)當翻(fan)邊(bian)，做(zuo)出(chu)角反變(bian)形狀(zhuang)，焊(han)(han)接時翻(fan)邊(bian)處拘束(shu)(shu)度減小(xiao)(xiao)；或(huo)者(zhe)將鑲(xiang)(xiang)板壓(ya)凹，也(ye)可(ke)達(da)到同樣的效(xiao)果。若鑲(xiang)(xiang)板收縮余(yu)量(liang)預留(liu)得適(shi)當，焊(han)(han)后殘余(yu)應力(li)可(ke)減小(xiao)(xiao)且鑲(xiang)(xiang)板收縮余(yu)量(liang)預留(liu)得合適(shi)，焊(han)(han)后殘余(yu)變(bian)形可(ke)減小(xiao)(xiao)且鑲(xiang)(xiang)板與平板平齊(qi)。
③. 錘擊焊縫
利用(yong)圓頭(tou)小錘(chui)(chui)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)焊(han)縫，使焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)延(yan)展，抵消(xiao)一些焊(han)縫區的收縮，以(yi)(yi)降(jiang)低(di)內(nei)應力(li)(li)。此法(fa)在(zai)焊(han)接強度(du)高(gao)、塑性(xing)(xing)差(cha)的材料時(shi)（尤其(qi)在(zai)修理工(gong)作中）十分有效，但要(yao)掌(zhang)握錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)時(shi)機、錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)力(li)(li)大小和錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)次數(shu)。目(mu)前仍以(yi)(yi)手工(gong)操作，靠個人(ren)技(ji)巧。在(zai)時(shi)機上(shang)一般以(yi)(yi)拉應力(li)(li)開始形成，溫度(du)較(jiao)高(gao)（500~800℃)時(shi)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)為好，這時(shi)金(jin)(jin)屬(shu)具(ju)有較(jiao)高(gao)的塑性(xing)(xing)和延(yan)展性(xing)(xing)。對(dui)含(han)碳(tan)量(liang)及合金(jin)(jin)含(han)量(liang)高(gao)的材料，低(di)于500℃,則不宜(yi)再錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)。錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)力(li)(li)度(du)要(yao)合適，過度(du)會(hui)開裂，一般以(yi)(yi)表面薄層(ceng)獲得延(yan)展即可(ke)。脆性(xing)(xing)材料錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)次數(shu)宜(yi)少不宜(yi)多，一般不錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)第一層(ceng)和表面層(ceng)。
④. 加熱減應區
焊(han)(han)(han)接(jie)時加熱(re)阻礙(ai)(ai)焊(han)(han)(han)接(jie)區自由伸縮(suo)的(de)部位稱“減(jian)應(ying)區”，使(shi)之(zhi)與焊(han)(han)(han)接(jie)區同(tong)(tong)時膨脹和同(tong)(tong)時收(shou)(shou)縮(suo)，起到(dao)減(jian)小焊(han)(han)(han)接(jie)應(ying)力(li)的(de)作用(yong)。此(ci)法稱為加熱(re)減(jian)應(ying)區法，其(qi)原理如圖(tu)6-15所示，圖(tu)中(zhong)輪輻或(huo)輪緣(yuan)已斷(duan)裂，需修(xiu)復。若(ruo)直接(jie)焊(han)(han)(han)接(jie)斷(duan)口處(chu)，焊(han)(han)(han)縫橫(heng)向(xiang)收(shou)(shou)縮(suo)受阻，焊(han)(han)(han)縫受到(dao)相當大(da)的(de)橫(heng)向(xiang)應(ying)力(li)。若(ruo)焊(han)(han)(han)前在兩側構件的(de)減(jian)應(ying)區處(chu)同(tong)(tong)時加熱(re)，兩側受熱(re)膨脹，使(shi)中(zhong)心構件斷(duan)口間隙(xi)增大(da)。此(ci)時對斷(duan)口處(chu)進行焊(han)(han)(han)接(jie)，焊(han)(han)(han)后兩側也停止加熱(re)。于是焊(han)(han)(han)縫和兩側加熱(re)區同(tong)(tong)時冷卻收(shou)(shou)縮(suo)，互(hu)不阻礙(ai)(ai)，結(jie)果減(jian)小了(le)焊(han)(han)(han)接(jie)應(ying)力(li)。
