可以從設計和工藝兩個方面減小不(bu)銹鋼(gang)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(cuo)施
①. 盡(jin)量(liang)減(jian)少結(jie)構上焊縫(feng)的數量(liang)和焊縫(feng)尺寸
多一條(tiao)焊(han)縫就多一處內應力源；過大(da)的焊(han)縫尺寸，焊(han)接時受熱區域加(jia)大(da)，使引起(qi)殘余應力與變(bian)形(xing)的壓縮塑性變(bian)形(xing)區或(huo)變(bian)形(xing)增(zeng)大(da)。
②. 避(bi)免焊縫過分集中(zhong)，焊縫間應保持足(zu)夠的距(ju)離
焊(han)縫過分集中不(bu)僅使(shi)應力分布更不(bu)均勻，而且(qie)可能出現雙向或三向復雜的(de)應力狀態。壓力容器設計規范對焊(han)縫最小間距有嚴格的(de)要求(qiu)，如圖(tu)6-8所示。
③. 要盡量防止(zhi)焊縫密集(ji)、交叉
圖6-9所示是焊(han)(han)縫(feng)交(jiao)叉(cha)的典型(xing)實例。焊(han)(han)縫(feng)交(jiao)叉(cha)會在相交(jiao)處(chu)形成三軸拉(la)應力(li)狀態(tai)，即使(shi)高韌(ren)性(xing)的材料在三軸拉(la)應力(li)場中也會完全喪失塑性(xing)變(bian)形的能力(li)。如能按圖6-10所示對交(jiao)叉(cha)焊(han)(han)縫(feng)進行處(chu)理，會明(ming)顯減小(xiao)焊(han)(han)接(jie)殘余應力(li)。
④. 采用剛性較小的接頭(tou)形(xing)式(shi)，使焊(han)縫(feng)能比較自由地收(shou)縮
例如，采(cai)用在鋼柱內挖槽的(de)方法來減(jian)小剛度(du)，如圖(tu)6-11所示。在焊接環形(xing)封閉焊縫(feng)時，可使內板預制變形(xing)，這樣焊縫(feng)收縮時有(you)較大的(de)自(zi)由度(du)，從而可減(jian)小焊接殘余應(ying)力(li)。
⑤. 采(cai)用(yong)合理的接(jie)(jie)頭形式，盡量避免采(cai)用(yong)搭接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭
搭(da)接接頭應(ying)力集中(zhong)較嚴重，與殘余應(ying)力疊加后(hou)會造成不(bu)良影響。
2. 工藝措施
①. 采(cai)用合理的焊(han)接順序(xu)
焊接應(ying)力(li)是焊縫(feng)(feng)區金屬(shu)縱向和(he)(he)橫(heng)向收(shou)(shou)縮(suo)(suo)不自由引起的(de)。因此，要減(jian)小焊接應(ying)力(li)就需根據產品結構特點和(he)(he)焊縫(feng)(feng)的(de)分布情況等確定最(zui)合理的(de)裝(zhuang)配和(he)(he)焊接順序。其(qi)原則是：減(jian)小拘束(shu)，盡量(liang)使每條焊縫(feng)(feng)能自由地(di)收(shou)(shou)縮(suo)(suo)。多種焊縫(feng)(feng)時，應(ying)先焊收(shou)(shou)縮(suo)(suo)量(liang)最(zui)大的(de)焊縫(feng)(feng)；長焊縫(feng)(feng)宜從中(zhong)間向兩頭焊，避免(mian)從兩頭向中(zhong)間焊。
在(zai)焊(han)接對(dui)接焊(han)縫與角焊(han)縫交叉的結(jie)構(gou)時，如圖6-12所示，對(dui)接焊(han)縫1的橫(heng)向(xiang)收縮(suo)(suo)量大(da)，必須先(xian)焊(han)，后焊(han)角焊(han)縫2.反(fan)之(zhi)則使橫(heng)向(xiang)收縮(suo)(suo)不自(zi)由，極易產生裂紋。
根據構件的(de)受力情況，先(xian)(xian)焊(han)工作時受力大的(de)焊(han)縫，如工作應力為拉(la)應力，則在安排裝焊(han)順序(xu)時設法使后(hou)焊(han)焊(han)縫對先(xian)(xian)焊(han)焊(han)縫造成預先(xian)(xian)壓縮作用(yong)，這(zhe)樣有利于提高焊(han)縫的(de)承載(zai)能力。
大型焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工字梁在工地安裝(zhuang)時的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭如(ru)圖6-13所示。為減(jian)小焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)應(ying)力，在工地安裝(zhuang)前(qian)，工字梁蓋(gai)板與腹板的(de)(de)角焊(han)(han)(han)(han)(han)縫有一段不焊(han)(han)(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(guo)先焊(han)(han)(han)(han)(han)此角焊(han)(han)(han)(han)(han)縫3,再(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)腹板對(dui)(dui)接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫4和蓋(gai)板對(dui)(dui)接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫1、2,則焊(han)(han)(han)(han)(han)縫4和焊(han)(han)(han)(han)(han)縫1、2在焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時都(dou)處于(yu)較大的(de)(de)剛(gang)性(xing)拘(ju)束狀(zhuang)態，其(qi)(qi)收縮時受到焊(han)(han)(han)(han)(han)縫3的(de)(de)限制而產生(sheng)較大的(de)(de)拉應(ying)力，因而會(hui)影(ying)響其(qi)(qi)承(cheng)載(zai)能(neng)力。如(ru)果(guo)先焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫1、2,它們均(jun)可(ke)(ke)以較自(zi)由地收縮，再(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫3、4,這樣可(ke)(ke)以使(shi)受力較大的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫1預先承(cheng)受壓應(ying)力，有利(li)于(yu)提高工字梁的(de)(de)承(cheng)載(zai)能(neng)力。
②. 降低焊縫的拘(ju)束度(du)
平(ping)板(ban)(ban)上鑲(xiang)板(ban)(ban)的封(feng)閉焊(han)(han)(han)(han)縫焊(han)(han)(han)(han)接時拘(ju)束度(du)大(da)，焊(han)(han)(han)(han)后焊(han)(han)(han)(han)縫縱向(xiang)(xiang)和橫(heng)向(xiang)(xiang)拉應力(li)都較(jiao)大(da)，極易產(chan)生(sheng)裂紋。為(wei)了降低殘余(yu)應力(li)，應設法(fa)降低該(gai)封(feng)閉焊(han)(han)(han)(han)縫的拘(ju)束度(du)。圖(tu)6-14所示是焊(han)(han)(han)(han)前對鑲(xiang)板(ban)(ban)的邊緣適當翻邊，做出角反變形狀，焊(han)(han)(han)(han)接時翻邊處拘(ju)束度(du)減小(xiao)；或者(zhe)將鑲(xiang)板(ban)(ban)壓(ya)凹，也可達到同樣(yang)的效果。若鑲(xiang)板(ban)(ban)收(shou)縮(suo)余(yu)量預留(liu)得適當，焊(han)(han)(han)(han)后殘余(yu)應力(li)可減小(xiao)且(qie)(qie)鑲(xiang)板(ban)(ban)收(shou)縮(suo)余(yu)量預留(liu)得合(he)適，焊(han)(han)(han)(han)后殘余(yu)變形可減小(xiao)且(qie)(qie)鑲(xiang)板(ban)(ban)與平(ping)板(ban)(ban)平(ping)齊(qi)。
③. 錘(chui)擊焊縫
利用圓頭(tou)小錘(chui)(chui)(chui)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)焊縫，使焊縫金屬延(yan)展(zhan)，抵消(xiao)一(yi)(yi)些焊縫區(qu)的(de)收縮(suo)，以(yi)降低(di)內(nei)應(ying)力(li)。此法在焊接強度高、塑性(xing)差的(de)材(cai)(cai)料時(shi)(shi)（尤其在修理工作中）十分有效，但(dan)要(yao)掌(zhang)握錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)時(shi)(shi)機、錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)力(li)大小和錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)次數(shu)(shu)。目前(qian)仍以(yi)手工操作，靠個人技巧。在時(shi)(shi)機上一(yi)(yi)般以(yi)拉應(ying)力(li)開始形成，溫度較高（500~800℃)時(shi)(shi)錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)為好，這時(shi)(shi)金屬具有較高的(de)塑性(xing)和延(yan)展(zhan)性(xing)。對含(han)(han)碳量及(ji)合(he)金含(han)(han)量高的(de)材(cai)(cai)料，低(di)于500℃,則(ze)不宜再錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)。錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)力(li)度要(yao)合(he)適，過度會(hui)開裂，一(yi)(yi)般以(yi)表面(mian)薄層獲得延(yan)展(zhan)即可。脆性(xing)材(cai)(cai)料錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)次數(shu)(shu)宜少不宜多，一(yi)(yi)般不錘(chui)(chui)(chui)擊(ji)第一(yi)(yi)層和表面(mian)層。
④. 加熱(re)減應區(qu)
焊(han)(han)(han)(han)接時(shi)(shi)加(jia)熱(re)(re)(re)阻(zu)礙(ai)焊(han)(han)(han)(han)接區(qu)(qu)自由伸(shen)縮的(de)(de)部位(wei)稱“減(jian)應(ying)區(qu)(qu)”，使(shi)之與焊(han)(han)(han)(han)接區(qu)(qu)同(tong)(tong)時(shi)(shi)膨(peng)脹(zhang)和同(tong)(tong)時(shi)(shi)收(shou)(shou)縮，起到減(jian)小(xiao)焊(han)(han)(han)(han)接應(ying)力的(de)(de)作用。此法稱為加(jia)熱(re)(re)(re)減(jian)應(ying)區(qu)(qu)法，其原理如(ru)圖(tu)6-15所示，圖(tu)中輪(lun)輻(fu)或輪(lun)緣已(yi)斷裂，需修復。若直接焊(han)(han)(han)(han)接斷口處，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)橫向收(shou)(shou)縮受(shou)阻(zu)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)受(shou)到相當大的(de)(de)橫向應(ying)力。若焊(han)(han)(han)(han)前在兩(liang)(liang)側(ce)構(gou)件的(de)(de)減(jian)應(ying)區(qu)(qu)處同(tong)(tong)時(shi)(shi)加(jia)熱(re)(re)(re)，兩(liang)(liang)側(ce)受(shou)熱(re)(re)(re)膨(peng)脹(zhang)，使(shi)中心構(gou)件斷口間隙增大。此時(shi)(shi)對(dui)斷口處進行焊(han)(han)(han)(han)接，焊(han)(han)(han)(han)后兩(liang)(liang)側(ce)也停止加(jia)熱(re)(re)(re)。于是焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)和兩(liang)(liang)側(ce)加(jia)熱(re)(re)(re)區(qu)(qu)同(tong)(tong)時(shi)(shi)冷卻收(shou)(shou)縮，互不阻(zu)礙(ai)，結(jie)果減(jian)小(xiao)了(le)焊(han)(han)(han)(han)接應(ying)力。
