焊接是制造各种金属制品的一项重要工艺，由于它具有独特优异的技术经济指标。已被广泛应用于机械制造、石油化工、海洋船舶、航空航天、电力、电讯及家用电器等各个领域。
一、 焊接接头的设计：
用焊接方法连接的接头称为焊接接头，焊接接头由焊缝、热影响区及相邻母材金属三部份组成。在一些重要的焊接结构中，如锅炉、压力容器、船体结构中，焊接接头不仅是重要的连接元件，而且与所连接的部件共同承受工作压力、载荷、温度和化学腐蚀。为此，焊接接头已成为整个金属结构不可分割的组成部分，它对结构运行的可靠性和使用寿命起着决定性的影响。 焊接接头的设计除了考虑焊接接头与母材金属的强度和塑性外，焊接接头的设计主要还包括如下内容：
在手工电弧焊中，由于焊件的厚度、结构的形状及使用条件不同，其接头形式及坡口形式也不相同。根据国家标准GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》的规定，焊接接头的基本形式可分为四种：（见图焊接接头形式A）
对接接头：两焊件端面相对平行的接头称为对接接头，它是在焊接结构中采用最多的一种接头形式。
T形接头：一焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角的接头，称为T形接头。
角接接头：两焊件端面间构成大于30度，小于135度夹角的接头，称为角接头。
搭接接头：两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头。
有时焊接结构中还有其他类型的接头形式，（见图焊接接头形式B）如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。
焊接接头的形式：主要取决于焊件的结构形状和板厚。
焊接接头的位置：应布置在便于组装、焊接和检查（包括无损检测）的部位。
2、 设计焊接接头的坡口形式和尺寸
当确定了焊接接头的的形式后，还应设计焊接接头的坡口形式及尺寸：
I形对接接头（不开坡口） 当钢板厚度在6mm以下，一般不开坡口，采用I形对接接头，只留1~2mm的接缝间隙；
V形坡口对接接头（见图V形坡口） 当钢板厚度为7~40mm时，可采用V形坡口，V形坡口分为V形坡口、钝边V形坡口、单边V形坡口、钝边单边V形坡口四种，它的特点是加工容易，但焊后焊件易产生角变形。
X形坡口对接接头（见图X形坡口） 当钢板厚度为12~60mm时，可采用X形坡口，也称双V形坡口，它于V形坡口相比较，具有在相同厚度下，它能减少焊缝填充金属量约1/2，焊件焊后变形和产生的内应力也小些，所以它主要用于大厚度以及要求变形较小的结构中；
U形坡口对接接头（见图U形坡口） 当钢板厚度为20~60mm时，可采用U形坡口，40~60mm时采用双面U形坡口，U形坡口的特点是焊缝填充金属量最少，焊件产生的变形也小，但这种坡口加工较困难，一般应用于较重要的焊接结构。
T形接头（见图T形接头） 可分为不开坡口、单边V形坡口、K形坡口、双U形坡口四种形式。它作为一般联系焊缝，钢板厚度在2~30mm时，可采用不开坡口，它不需要较精确的坡口准备；若要求承受载荷，则应按照钢板厚度和对结构强度的要求，分别选用单边V形坡口、K形坡口和双U形坡口等形式，使接头能焊透，保证接头强度。
角接接头（见图角接接头） 角接头一般用于不重要的焊接结构中，根据焊件厚度和坡口准备的不同，角接头可分为不开坡口、单边V形坡口、V形坡口、K形坡口四种形式。
搭接接头（见图搭接接头） 根据其结构形式和对强度的要求不同，可分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式。不开坡口的搭接接头，一般用于12mm以下钢板，其重叠部分为3~5倍板厚，并采用双面焊接。这种接头的装配要求不高，也易于装配，但这种接头承载能力低，所以只用于不重要的结构中。当遇到重叠钢板的面积较大时，为了保证结构强度，可根据需要分别选用圆孔内塞焊和长孔内角焊的接头形式，这种形式特别适合于被焊结构狭小处以及密闭的焊接结构，圆孔和长孔的大小和数量要根据板厚和对结构的强度要求而定。
在设计上述各种接头的坡口形式时，应考虑便于装配和保证焊接接头的质量，焊接坡口的
形状和尺寸应适合所采用的焊接方法和工艺，具有较高的抗裂性并能防止焊接变形，应易于焊透并能避免形成其它焊接缺陷。因此主要应考虑下列几条原则：
1 是否能保证焊件焊透；
2 坡口的形状是否容易加工；
3 应尽可能地提高生产率，节省填充金属；
4 焊后焊件变形应尽可能小。
焊接是一种需消耗能量和焊接材料的工艺过程，故应尽量减少焊接接头的数量，并在保证接头性能的前提下，尽量减薄焊缝金属的厚度，以减少焊缝金属的填充量。在设计焊接坡口形状时，应在保证工艺性的同时，尽量减小坡口的倾角和载面，应优先采用具有深熔特性的焊接方法，尽可能采用I形坡口的对接接头的形式。
焊接结构及焊接连接方法的多样化,以及结构几何尺寸、施工场合与条件等的多变形,使焊接接头形式及几何尺寸的选择有极大的差异.优良的接头形式有赖于设计者对结构强度的认识
及丰富的生产实践经验.优良的接头不仅可保证结构的局部及整体强度，而且可简化生产工艺,节省制造成本；反之则可能影响结构的安全使用甚至无法施焊。例如相同板厚的对接接头，手工焊与自动埋弧焊的坡口形式及几何尺寸完全不同;两块板相连时采用对接或搭连接，其强度、备料、焊接要求及制造成本也迥然不同，这就需要根据技术经济效果综合考虑，认真选择。
我国关于不同焊法的接头形式的国家标准有：
GB985—88 《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》；
GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》；
它们具有指导性，需要指出的是，在不同行业及各个工厂企业，由于习惯及一些特殊要求，在接头形式及符号上会出现一些差异。
3、 制定对焊接接头质量的要求
包括外形尺寸要求、外观要求、无损探伤要求、密封性和耐压性要求等。可参考GB/T1246
9—90，该标准规定了钢熔化焊接头的要求及缺陷的分级，适用于熔焊方法施焊的对接和角接（搭接及T形）接头。
对焊接接头性能要求的项目还有常温拉伸性能、常温冲击性能、常温弯曲性能、低温冲击性能、高温瞬时拉伸性能；高温持久拉伸、蠕变性能；疲劳性能；断裂韧性等。其他的还有耐蚀、耐磨等特定性能。
凡有应用标准规定的要求的，即引用某标准的，可在图样上直接标注其标准号及分级代号，以简化技术文件内容。
另外，在设计焊接接头的接头形式和坡口形式，考虑焊缝的强度问题时，还要考虑焊缝的强度系数问题。在压力容器结构中的焊缝，当焊缝材料与母材金属相匹配时，其容许应力按母材金属的强度乘以焊缝系数φ来计算：
压力容器强度计算时的焊缝系数φ
焊接接头形式 | 无损探伤检验要求 | 焊缝系数φ |
双面焊的对接焊缝 （全焊透） | 100%无损探伤 | 1.0 |
局部无损探伤 | 对接焊缝 0.85 |
不作无损探伤 | 0.70 |
单面焊的对接焊缝 (在焊接过程中沿焊根根部全长有紧贴母材的垫板) | 100%无损探伤 | 0.90 |
局部无损探伤 | 0.80 |
不作无损探伤 | 0.65 |
单面焊的对接焊缝 (无垫板) | 100%无损探伤 | 0.95 |
局部无损探伤 | 0.70 |
不作无损探伤 | 0.60 |
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综上所述，设计一个合理的焊接接头应当是：
a) 最简单的结构形式；
b) 最少的焊接工作量；
c) 容易进行焊接施工；
d) 焊接接头产生变形的可能性最小；
e) 最低的表面处理要求；
f) 最简便的焊缝检验方法；
g) 最少的加工与焊接成本；
h) 最短的交货期限。
二、 焊接结构设计图（工作图):
焊接结构设计图是制造焊接结构产品的基本依据,通常由总图、部件图及零件图组成(各行业有差异,有些企业是由总图及部件图两部份组成,而由施工单位即制造单位的工艺人员绘制零件图).
通常焊接结构设计图除常规的结构形状、尺寸外,还应包括以下内容:
1)、结构材料；
2)、焊接方法及材料；
3)、焊接接头形式及尺寸的细节(或局部放大图)；
4)、允许尺寸偏差；
5)、焊前预热要求；
6)、焊后热处理的方法.(消除应力热处理).
1、焊缝及焊接方法在设计图上的表示
焊接结构设计图中，可用图示法绘制焊缝，也可用焊缝符号表示焊缝。
焊缝的表示法、焊接标记符号与辅助加工记号以及焊接方法的表示法等，已经批准实施的国家标准有：
GB12212—90 《技术制图 焊缝符号的尺寸、比例及简化表示法》；
GB324—88 《焊缝符号表示法》；
GB5185—85 《金属焊接及钎焊方法在图样上的表示方法》；
GB7093.2 《图形符号表示规则 产品技术文件用图形符号》；
GB4457.3 《机械制图 字体》；
GB4457.4 《机械制图 图线》；
GB4458.1 《机械制图 图样画法》；
GB4458.3 《机械制图 轴测图》；
在技术图样中，一般按GB324-88规定的焊缝符号表示焊缝，也可按GB4458.1和GB4458.3规定的制图方法表示焊缝。焊缝图形符号及其组成，应按GB7093.2《图形符号表示规则 产品技术文件用图形符号》的有关规则设计和绘制，用于焊缝符号的字体和图线应符合GB4457.3和GB4457.4的规定。
2、焊接通用与基础标准
设计标准、规范与法规是指导设计、制造、试验与验收的重要依据。从事焊接结构产品设计的人员，除了应通晓本专业范围所涉及的各类原材料、焊接材料、焊接设备、焊接工艺、无损检测、焊缝及焊接接头的力学性能检验与验收标准外，还应当熟悉与焊接有关的基础与通用标准，熟悉最常用的焊缝质量检测方法与质量分等规定。
这些标准有：
GB324-88 《焊缝符号表示法》；
GB985-88 《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》；
GB986-88 《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》；
GB3323-87 《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》；
GB3375-82 《焊接名词术语》；
GB5185-85 《金属焊接及钎焊方法在图样上的表示方法》；
GB6417-86 《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》；
GB10854-89 《钢结构焊缝外形尺寸》
GB12212-90 技术制图 焊缝符号的尺寸、比例及简化表示法。
它们通过符号、数字或以技术要求方式在图样中标明。（凡应用标准规定的，可在图样上直接标注标准号及合格要求，以简化技术文件内容。）
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