可以從設計和工藝兩個方面減小不銹(xiu)鋼焊接(jie)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(xiu)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(liang)減少結構上焊(han)(han)縫的數量(liang)和焊(han)(han)縫尺寸
多(duo)一條焊縫(feng)就多(duo)一處內(nei)應力(li)源；過(guo)大的焊縫(feng)尺(chi)寸，焊接時(shi)受熱區域(yu)加(jia)大，使引(yin)起殘余應力(li)與變(bian)形的壓縮塑(su)性變(bian)形區或變(bian)形增大。
②. 避免(mian)焊縫(feng)過分集中，焊縫(feng)間(jian)應保(bao)持(chi)足夠的距離
焊縫(feng)過分(fen)集中不僅使應力(li)(li)分(fen)布更不均(jun)勻(yun)，而且可能出現雙(shuang)向或三向復(fu)雜(za)的(de)應力(li)(li)狀(zhuang)態(tai)。壓力(li)(li)容器設計規范(fan)對(dui)焊縫(feng)最小間距(ju)有嚴格的(de)要求，如圖6-8所(suo)示(shi)。
③. 要盡量防止焊縫(feng)密集、交叉
圖6-9所示是焊縫交(jiao)叉的典型實例。焊縫交(jiao)叉會在相(xiang)交(jiao)處(chu)形(xing)成三(san)軸(zhou)拉應力(li)(li)狀態，即使高(gao)韌性(xing)的材料(liao)在三(san)軸(zhou)拉應力(li)(li)場(chang)中也會完全喪失塑性(xing)變形(xing)的能力(li)(li)。如能按(an)圖6-10所示對交(jiao)叉焊縫進行處(chu)理(li)，會明(ming)顯減(jian)小(xiao)焊接(jie)殘余應力(li)(li)。
④. 采用剛(gang)性較(jiao)小(xiao)的接頭形式(shi)，使(shi)焊(han)縫能(neng)比較(jiao)自由地收(shou)縮
例如，采用(yong)在鋼柱內挖槽的(de)方法來減(jian)小剛度，如圖6-11所(suo)示(shi)。在焊(han)接環形(xing)封閉焊(han)縫時，可(ke)使(shi)內板預制(zhi)變形(xing)，這樣(yang)焊(han)縫收縮(suo)時有較大的(de)自(zi)由度，從而可(ke)減(jian)小焊(han)接殘余(yu)應力。
⑤. 采(cai)用合理(li)的(de)接(jie)頭(tou)形式(shi)，盡(jin)量(liang)避免采(cai)用搭(da)接(jie)接(jie)頭(tou)
搭接接頭應力集中較嚴重，與殘余(yu)應力疊加后會(hui)造成(cheng)不良影響。
2. 工藝措施(shi)
①. 采(cai)用合(he)理(li)的(de)焊(han)接(jie)順序
焊(han)(han)接(jie)應力是焊(han)(han)縫(feng)區(qu)金屬縱向和(he)橫向收縮不自由引(yin)起的。因此，要(yao)減(jian)小(xiao)焊(han)(han)接(jie)應力就需根據產品(pin)結(jie)構特點和(he)焊(han)(han)縫(feng)的分布情況等確定(ding)最合理(li)的裝配和(he)焊(han)(han)接(jie)順(shun)序。其原(yuan)則(ze)是：減(jian)小(xiao)拘束(shu)，盡量使每條(tiao)焊(han)(han)縫(feng)能自由地(di)收縮。多種焊(han)(han)縫(feng)時，應先焊(han)(han)收縮量最大的焊(han)(han)縫(feng)；長焊(han)(han)縫(feng)宜從中間向兩(liang)頭焊(han)(han)，避免從兩(liang)頭向中間焊(han)(han)。
在焊(han)接(jie)(jie)對(dui)接(jie)(jie)焊(han)縫(feng)(feng)與角焊(han)縫(feng)(feng)交叉的(de)結構時，如(ru)圖6-12所(suo)示，對(dui)接(jie)(jie)焊(han)縫(feng)(feng)1的(de)橫(heng)向(xiang)收(shou)縮(suo)量大，必須先(xian)焊(han)，后焊(han)角焊(han)縫(feng)(feng)2.反之則使橫(heng)向(xiang)收(shou)縮(suo)不自由，極(ji)易產生裂(lie)紋。
根據構(gou)件的受力(li)情況，先(xian)焊(han)(han)工作時受力(li)大(da)的焊(han)(han)縫(feng)(feng)，如工作應力(li)為拉應力(li)，則(ze)在安排裝焊(han)(han)順序時設法使后(hou)焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)對先(xian)焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)造成預先(xian)壓縮作用，這樣有利(li)于提高焊(han)(han)縫(feng)(feng)的承載能力(li)。
大(da)型焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工(gong)字(zi)梁在(zai)工(gong)地安裝(zhuang)(zhuang)時的(de)(de)(de)接(jie)頭如(ru)圖6-13所(suo)示。為減小焊(han)(han)(han)(han)接(jie)應力(li)，在(zai)工(gong)地安裝(zhuang)(zhuang)前，工(gong)字(zi)梁蓋板(ban)與腹(fu)(fu)板(ban)的(de)(de)(de)角(jiao)焊(han)(han)(han)(han)縫有(you)一段不焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，即上面的(de)(de)(de)1200mm和下面的(de)(de)(de)800mm,如(ru)果先(xian)焊(han)(han)(han)(han)此角(jiao)焊(han)(han)(han)(han)縫3,再焊(han)(han)(han)(han)腹(fu)(fu)板(ban)對接(jie)焊(han)(han)(han)(han)縫4和蓋板(ban)對接(jie)焊(han)(han)(han)(han)縫1、2,則焊(han)(han)(han)(han)縫4和焊(han)(han)(han)(han)縫1、2在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時都(dou)處于(yu)較大(da)的(de)(de)(de)剛性拘束狀態，其收縮時受到焊(han)(han)(han)(han)縫3的(de)(de)(de)限制而產生(sheng)較大(da)的(de)(de)(de)拉(la)應力(li)，因而會影響其承(cheng)載(zai)能力(li)。如(ru)果先(xian)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫1、2,它們均可以較自由地收縮，再焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫3、4,這樣(yang)可以使受力(li)較大(da)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫1預先(xian)承(cheng)受壓應力(li)，有(you)利于(yu)提高(gao)工(gong)字(zi)梁的(de)(de)(de)承(cheng)載(zai)能力(li)。
②. 降低焊(han)縫的拘束度
平板上鑲(xiang)(xiang)板的封閉焊(han)(han)縫(feng)焊(han)(han)接(jie)時拘束度大，焊(han)(han)后(hou)焊(han)(han)縫(feng)縱向(xiang)和橫向(xiang)拉應力都較大，極易產生(sheng)裂紋(wen)。為了(le)降低殘(can)余(yu)(yu)(yu)應力，應設法降低該封閉焊(han)(han)縫(feng)的拘束度。圖6-14所示是焊(han)(han)前對鑲(xiang)(xiang)板的邊緣(yuan)適(shi)(shi)當翻(fan)邊，做出角反變形狀，焊(han)(han)接(jie)時翻(fan)邊處拘束度減小；或者將(jiang)鑲(xiang)(xiang)板壓(ya)凹，也可達(da)到同樣的效果。若鑲(xiang)(xiang)板收縮(suo)余(yu)(yu)(yu)量預(yu)留得適(shi)(shi)當，焊(han)(han)后(hou)殘(can)余(yu)(yu)(yu)應力可減小且鑲(xiang)(xiang)板收縮(suo)余(yu)(yu)(yu)量預(yu)留得合(he)適(shi)(shi)，焊(han)(han)后(hou)殘(can)余(yu)(yu)(yu)變形可減小且鑲(xiang)(xiang)板與平板平齊。
③. 錘擊(ji)焊縫
利用(yong)圓頭小(xiao)錘(chui)(chui)(chui)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)焊(han)(han)縫，使焊(han)(han)縫金屬延(yan)展，抵消(xiao)一(yi)些焊(han)(han)縫區的收縮，以(yi)(yi)降(jiang)低內(nei)應(ying)力(li)。此法在焊(han)(han)接強度(du)高(gao)、塑性(xing)(xing)(xing)差(cha)的材(cai)料(liao)(liao)時(shi)(shi)（尤(you)其在修理(li)工作(zuo)中）十分有效，但(dan)要掌握錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)時(shi)(shi)機、錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)力(li)大(da)小(xiao)和(he)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)次(ci)數。目前仍以(yi)(yi)手工操作(zuo)，靠個人技巧。在時(shi)(shi)機上一(yi)般以(yi)(yi)拉應(ying)力(li)開始形成，溫度(du)較高(gao)（500~800℃)時(shi)(shi)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)為好(hao)，這(zhe)時(shi)(shi)金屬具有較高(gao)的塑性(xing)(xing)(xing)和(he)延(yan)展性(xing)(xing)(xing)。對(dui)含碳量(liang)及合(he)(he)金含量(liang)高(gao)的材(cai)料(liao)(liao)，低于500℃,則不(bu)(bu)宜(yi)(yi)再錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)。錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)力(li)度(du)要合(he)(he)適，過度(du)會(hui)開裂，一(yi)般以(yi)(yi)表面薄層(ceng)獲得延(yan)展即可。脆性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)次(ci)數宜(yi)(yi)少不(bu)(bu)宜(yi)(yi)多，一(yi)般不(bu)(bu)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)(ji)第一(yi)層(ceng)和(he)表面層(ceng)。
④. 加(jia)熱(re)減應區(qu)
焊(han)接時(shi)加(jia)(jia)(jia)熱(re)阻(zu)(zu)礙焊(han)接區(qu)(qu)自由伸(shen)縮(suo)的(de)(de)部位稱“減(jian)(jian)應(ying)區(qu)(qu)”，使(shi)之與焊(han)接區(qu)(qu)同時(shi)膨脹(zhang)和同時(shi)收縮(suo)，起到(dao)減(jian)(jian)小(xiao)焊(han)接應(ying)力(li)(li)的(de)(de)作(zuo)用。此法(fa)稱為加(jia)(jia)(jia)熱(re)減(jian)(jian)應(ying)區(qu)(qu)法(fa)，其原理如圖6-15所示，圖中(zhong)輪輻(fu)或輪緣已(yi)斷(duan)(duan)裂(lie)，需修復。若直接焊(han)接斷(duan)(duan)口處(chu)，焊(han)縫(feng)橫(heng)向(xiang)收縮(suo)受(shou)阻(zu)(zu)，焊(han)縫(feng)受(shou)到(dao)相當大(da)的(de)(de)橫(heng)向(xiang)應(ying)力(li)(li)。若焊(han)前在兩(liang)側構件(jian)(jian)的(de)(de)減(jian)(jian)應(ying)區(qu)(qu)處(chu)同時(shi)加(jia)(jia)(jia)熱(re)，兩(liang)側受(shou)熱(re)膨脹(zhang)，使(shi)中(zhong)心(xin)構件(jian)(jian)斷(duan)(duan)口間隙增(zeng)大(da)。此時(shi)對斷(duan)(duan)口處(chu)進行(xing)焊(han)接，焊(han)后兩(liang)側也停(ting)止(zhi)加(jia)(jia)(jia)熱(re)。于是(shi)焊(han)縫(feng)和兩(liang)側加(jia)(jia)(jia)熱(re)區(qu)(qu)同時(shi)冷(leng)卻收縮(suo)，互不阻(zu)(zu)礙，結果減(jian)(jian)小(xiao)了焊(han)接應(ying)力(li)(li)。
