设计焊接结构时，设计者既要很好了解产品使用性能的要求，如载荷大小、载荷性质（动载荷、静载荷、交变载荷）、使用环境（室内、室外、介质性质）以及有关产品结构的国家技术标准与规程，又要考虑到焊接结构的工艺性，如焊接结构件材料的选择、焊接方法的选择、焊接接头的工艺设计等，还要考虑到制造单位的质量管理水平、产品检验技术等有关问题，才能设计出一个比较容易生产、质量优良、成本低廉的焊接结构（产品）。
5.1 焊接结构件材料的选择
低碳钢、低合金结构钢的焊接性良好，能够简化焊接工艺，而且价格低廉，应优先选用。重要的焊接结构，应按照标准的要求选材，如焊接锅炉和压力容器，应选用专用的锅炉钢。
5.2 焊缝的布置
焊接工艺对焊接结构的要求，主要体现在对焊缝布置的要求。一般来说，焊缝布置应遵循下列原则：
①焊缝的布置应尽可能分散，如图4.5.1所示。
②焊缝的位置应尽可能对称布置，如图4.5.2所示。
③焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的位置，如图4.5.3所示。
④焊缝应尽量避开机械加工表面，如图4.5.4所示。
⑤焊缝位置应便于焊接操作，如图4.5.5所示。
图4.5.1 焊缝分散布置的设计
图4.5.2 焊缝对称布置的设计
图4.5.3 焊缝避开最大应力与应力集中位置的设计
图4.5.4 焊缝远离机械加工表面的设计
图4.5.5 焊缝位置便于手弧焊的设计
5.3 焊接方法的选择
焊接方法的选择应根据材料的焊接性、工件厚度、各种焊接方法的使用范围、生产率和现场设备条件等综合考虑来定。低碳钢及普通低合金钢，用各种焊接方法焊接，焊接性都良好。若为薄板轻型结构，无密封要求，则用点焊方法。若为密封容器，则用缝焊。若工件为厚板重型结构，则采用电渣焊较合适。若工件为10～20 mm中等厚度，则采用手弧焊、埋弧焊为宜。若工件为长直缝，生产批量大，可用埋弧自动焊。若工件为单件生产或焊缝短又处于空间不同位置，则采用手弧焊为宜。若焊接合金钢、不锈钢、铝合金等工件，宜用氩弧焊来保证接头质量。若是棒料、管子、型钢等的对接，宜采用电阻焊或摩擦焊；如没有这些设备，则用手弧焊。若工件不大、强度要求不高，但尺寸要求精确而且焊缝致密，则可采用钎焊。
5.4 接头形式的选择与设计
接头形式应根据结构形状、强度要求、工件厚度、焊后变形大小、焊条消耗量、坡口加工难易程度等各方面因素综合考虑决定。
根据《手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》（GB 985—80）规定，焊接碳钢和低合金钢的接头形式可分为对接接头、角接接头、丁字接头及搭接接头4种，常用接头形式基本尺寸如图4.5.6所示。
图4.5.6 手工电弧焊接头形式
对接接头受力比较均匀，是用得最多的接头形式，重要受力焊缝应尽量选用。搭接接头因两工件不在同一平面，受力时将产生附加弯矩，而且金属切除量也大，一般应避免采用。但搭接接头不需开坡口，装配时尺寸要求不高，对某些受力不大的平面联结与空间架构，采用搭接接头可节省工时。
角接接头与丁字接头受力情况都较对接接头复杂些，但接头成直角或一定角度联结时，必须采用这类接头形式。
手工电弧焊板厚在6 mm以下对接时，一般可不开坡口直接焊成。板厚较大时，为了保证焊透，接头处应根据工件厚度预制各种坡口，坡口角度和装配尺寸可按标准选用。厚度相同的工件常有几种坡口形式可供选择，V形、U形坡口只需一面焊，可焊到性较好，但焊厚角变形较大，焊条的消耗量也大些。X形和双面U形坡口两面施焊，受热均匀，变形较小，焊条消耗量较少，但必须两面都可焊到，所以有时受到结构形状限制。U形和双面U形坡口根部较宽，允许焊条深入与运条，容易焊透，而且焊条消耗量也较小；但因坡口形状复杂，需用机械加工准备坡口，成本较高，一般只在重要的受动载的厚板结构中采用。
设计焊接结构件最好采用相等厚度的金属材料，以便获得优质的焊接接头。如果采用两块厚度相差较大的金属材料进行焊接，则接头处会造成应力集中，而且接头两边受热不匀易产生焊不透等缺陷。根据生产经验，不同厚度金属材料对接时，允许的厚度差见表4.5.1。如果δ1-δ超过表中规定值，或者超过2（δ1-δ）时，应在较厚板料上加工出单面或双面斜边的过渡形式，如图4.5.7所示。
表4.5.1 不同厚度金属材料对接时允许的厚度差
图4.5.7 不同厚度金属材料对接的过渡形式
钢板厚度不同的角接与丁字接头受力焊缝，可考虑采取如图4.5.8所示的过渡形式。
图4.5.8 不同厚度的角接与丁字接头的过渡形式
埋弧自动焊的接头形式与手工电弧焊基本相同，但由于埋弧自动焊选用的电流大、熔深大，所以板厚小于12 mm时可不开坡口单面焊接，板厚小于24 mm时，可不开坡口双面焊接。焊更厚的工件时须开坡口，坡口角度应比手工电弧焊小些，一般为45°～60°，钝边应比手工电弧焊大些，一般取为7～10 mm。可参考《埋弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》（GB 986—80）选用。
