焊接是机械制造中最常用的连接方式之一。但很多设计人员在画焊接图纸时只关心“焊上就行”，不考虑焊不焊得到、焊完会不会变形、焊缝强度够不够。图纸到了车间，焊工一看：这个位置焊枪进不去；那个焊缝要仰焊，质量没法保证；这个结构焊完肯定变形。

焊接结构设计不是画两条焊缝线那么简单。设计阶段对焊接工艺的考虑，决定了制造的可行性和焊接的质量。

一、焊接接头的类型与选用

五种基本接头形式

对接接头传力直接、应力集中小，适用于受力大的结构。板厚不同时要过渡，是优先选用的接头形式。

搭接接头装配简单但应力集中大，适用于受力小的结构。焊缝受剪，效率低，尽量少用。

T型接头传力较好、焊接方便，适用于梁柱连接。需开坡口保证熔深，不开坡口的角焊缝熔深有限。

角接头外观好但内部焊缝不易检验，适用于箱体、封闭结构。

端接接头只传剪力，适用于薄板结构，承载能力有限。

选用原则

优先选用对接接头，传力直接、应力集中小、效率高。搭接接头尽量少用，焊缝受剪、材料利用率低，不得已时才用。T型接头要开坡口，不开坡口的角焊缝，熔深有限，承载能力差。

二、焊缝的可达性设计

焊枪不是万能的，它有尺寸限制、角度限制。设计时不给焊枪留空间，到了车间就焊不了。

常见可达性问题

焊缝位置在狭窄角落，焊枪进不去。解决办法是开工艺孔让焊枪从另一侧进入，或改变焊缝位置移到开放区域。

焊枪角度太陡超过45度，焊接质量难保证。应调整接头设计，让焊枪有更合适的角度，或改用适合立焊、仰焊的方法。

长焊缝被筋板、隔板阻断，不能连续施焊。应在筋板上开过焊孔让焊缝连续通过，或分段焊接但效率低。

可达性设计的原则

设计时模拟焊枪操作：焊枪能不能到？角度够不够？操作者能不能看到焊缝？看不到焊缝就很难焊好。尽量在平焊或横焊位置施焊，立焊、仰焊质量差、效率低。

三、焊接变形的原因与控制

焊接变形是焊接结构中最常见的问题。焊完发现弯了、扭了、尺寸不对了，返工成本高，有的甚至无法返工。

变形的原因

焊接是局部加热，热胀冷缩不均匀。焊缝处温度高、膨胀大，冷却时收缩也大，而周围母材温度低、限制收缩，产生内应力和变形。

设计阶段的防变形措施

对称布置焊缝可以使变形相互抵消，焊缝尽量对称于中性轴。减少焊缝量可以减少热输入，能用断续焊的不用连续焊。合理选择板厚可以增加刚度，关键部位适当加厚。预留收缩余量可以补偿收缩，长焊缝预留收缩量。

实际案例：某箱体结构，设计时焊缝全在底板一侧，焊完底板严重上拱。改进后将部分焊缝移到盖板一侧，使焊缝对称分布，变形从8毫米降到2毫米。

四、焊缝的标注与技术要求

焊缝符号的基本构成

焊缝符号不是随便画几条线。基本符号表示焊缝类型如V形、角焊缝、点焊。辅助符号表示焊缝表面形状如凸、平、凹。尺寸标注焊缝长度、间距、有效厚度等。尾部标注焊接方法、检验要求等。

技术要求的内容

图纸上除了焊缝符号，还应在技术要求中写明焊接方法，如手工电弧焊、CO₂焊等。焊材牌号如焊条型号、焊丝牌号。焊前准备如坡口形式、清理要求。焊接位置如平焊、横焊等。焊后处理如去应力退火、打磨等。检验要求如外观检验、无损检测比例。