(4)焊接应力与变形
焊接过程会使焊件产生应力，从而引起变形，甚至裂纹。如果变形严重而又无法矫正，就会使焊件报废。因此，在设计和制造焊接结构时，应尽力防止产生超过允许数值的变形量和尽量减少焊接应力。
1)焊接应力和变形产生的原因焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀的加热，是产生焊接应力和变形的根本原因。
当焊接材料因刚性不足，承受不了焊接应力就会产生变形，通过变形来削弱应力。如果焊接应力超过焊接材料的强度极限，焊接件不仅发生变形，而且还会产生裂纹。尤其是低塑性材料更易开裂。
2)焊接变形的基本形式焊接变形的形式因焊接件结构形状不同、其刚性和焊接过程不同而不同。
收缩变形构件焊接后，纵向和横向尺寸缩短的变形。这是由于焊缝纵向和横向收缩所引起的。
角变形V(U)形坡口对接焊时，由于焊缝截面形状上下不对称，焊后收缩不均而引起角变形。
弯曲变形T形梁和单边焊缝焊接后，由于焊缝布置不对称，纵向收缩引起的弯曲变形。
波浪形变形焊接薄板结构时，由于薄板在焊接应力作用下丧失稳定性而引起波浪形变形。
扭曲变形由于焊缝在构件横截面上布置的不对称或焊接过程不合理，使工件产生扭曲变形。
3)防止和减少焊接变形的措施要防止和减少焊接变形，主要从焊接结构设计和焊接过程两方面来采取措施。
①合理设计焊接构件在保证结构有足够承载能力情况下，尽量减少焊缝数量、焊缝长度及焊缝截面积；要使结构中所有焊缝尽量处于对称位置。厚大件焊接时，应开两面坡口进行焊接，避免焊缝交叉或密集。尽量采用大尺寸板料及合适的形钢或冲压件代替板材拼焊，以减少焊缝数量，减少变形。
②采取必要的技术措施反变形法反变形法指经过计算或凭实际经验预先判断焊后的变形大小和方向，或焊前进行装配时，将焊件安置在与焊接变形方向相反的位置，或在焊前使工件反方向变形，以抵消焊接后所发生的变形。
加裕量法加裕量法是焊前对焊件加放0．1％-0．2％的收缩量，以补充焊后的收缩。
刚性夹持法刚性夹持法是采用夹具或点焊固定等手段来约束焊接变形。此种方法能有效防止角变形和薄板结构的波浪形变形。刚性夹持法只能适用于塑性较好的一些焊接材料，且焊后应迅速退火处理以消除内应力，对塑性差的材料，如淬硬性较大的钢材及铸铁不能使用，否则，焊后易产生裂纹。
选择合理的焊接顺序合理选择焊接顺序能大大减小变形。如构件的对称两侧都有焊缝，应该设法使两侧焊缝的收缩量能互相抵消或减弱。
4)焊接变形的矫正方法在焊接生产中，焊前即使采用了预防变形的措施，但焊后仍可能产生超过允许值的变形，为确保焊件的形状和尺寸要求，需要对已产生变形进行矫正。焊接变形的矫正实质上就是使焊件结构产生新的变形，以抵消焊接时已产生的变形。生产中常用的矫正方法有：
①机械矫正法②火焰加热矫正法
5)减少与消除焊接应力的措施焊接时，工件不可避免地要产生内应力。当焊缝及焊件金属的塑性较好时，如低碳钢结构件，焊接应力的危害是不大的。
①选择合理的焊接顺序
②焊前预热
③加热“减应区”在焊接结构上选择合适的部位加热后再焊接，可大大减少焊接应力。
④焊后热处理
(5)焊接缺陷及防治措施
1)焊接接头的缺陷在焊接结构生产中，由于结构设计不当，原材料不符合要求，接头准备不仔细、焊接过程不合理或焊后操作等原因，常使焊接接头产生各种缺陷。常见的焊接缺陷有焊缝外形尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、气孔、夹渣、未焊透和裂缝等缺陷。其中以未焊透和裂缝的危害性最大。
2)焊接缺陷的防止防止焊接缺陷的主要途径一是制订正确的焊接技术指导文件；二是针对焊接缺陷产生的原因在操作中防止。
(6)焊接构件结构设计
1)焊缝的布置焊接结构件的焊缝布置是否合理，对焊接品质和生产率有很大影响。对具体焊接结构件进行焊缝布置时，应便于焊接操作，有利于减小焊接应力和变形，提高结构强度。
2)焊接接头及坡口形式的选择焊接接头是焊接结构最基本的组成部分，接头设计应根据结构形状及强度要求、工件厚度、可焊性、焊后变形大小，焊条消耗，坡口加工难易程度等各方面因素综合考虑决定。
1．2熔化焊接
利用热源局部加热的方法，将两工件接合处加热到熔化状态，形成共同的熔池，凝固冷却后，使分离的工件牢固结合起来的焊接称为熔化焊。熔化焊适合于各种金属材料任何厚度焊件的焊接，且焊接强度高，因而获得广泛应用。
熔化焊包括电弧焊、电渣焊，气焊等。
(1)手工电弧焊
1)焊接过程利用电弧作为焊接热源的熔焊方法称为电弧焊。用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，称为手工电弧焊。
2)焊条
焊条的组成电焊条由金属焊芯和药皮两部分组成。
3)焊条的分类和形(牌)号
4)焊条的选用原则焊条的种类很多，选择是否恰当，直接影响焊接结构的品质、生产率和生产成本。通常应根据焊接结构的化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀性以及高温性能等要求，选用相应的焊条种类。再考虑焊接结构形状、受力情况、工作条件和焊接设备等选用具体的形号与牌号。一般选择原则是：
①根据母材的化学成分和力学性能
②根据焊件的工作条件与结构特点
③根据焊接设备、施工条件和焊接技术性能
5)手工电弧焊的特点手工电弧焊的设备简单，操作灵活，能进行全位置焊接，能焊接不同的接头、不规则焊缝。但生产效率低，焊接品质不够稳定，对焊工操作技术要求较高，劳动条件差。手工电弧焊多用于单件小批生产和修复，一般适用于2mm以上各种常用金属的焊接。
(2)埋弧自动焊
埋弧自动焊是电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的自动电弧焊接方法。
1)焊接过程埋弧自动焊的焊接过程。
2)焊丝与焊剂埋弧自动焊的焊丝同手工电弧焊焊芯的作用一样，其成分标准也相同。常用焊丝牌号有H08A、H08MnA和H10Mn2等。
3)埋弧自动焊的特点及应用埋弧自动焊与手工电弧焊相比有以下特点：
①生产率高②焊接品质高而且稳定③节省金属材料④劳动条件好。
(3)气体保护电弧焊
气体保护电弧焊是利用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。在气体保护电弧焊中，用作保护介质的气体有氩气和二氧化碳。C02虽具有一定氧化性，但其价廉易得，且对不易氧化的低碳钢仍然具有很好的保护作用，所以，它的应用也较普遍。
1）氩弧焊氩弧焊是使用氩气为保护气体的电弧焊。氩弧焊时，氩气从喷嘴喷出后，便形成密闭而连续的气体保护层，使电弧和熔池与大气隔绝，避免了有害气体的侵入，起到了保护作用。氩弧焊按所用电极不同，分为熔化极氩弧焊和不熔化极(或钨极)氩弧焊。
目前，氩弧焊主要用于焊接易氧化的非铁金属(如铝、镁、铜、钛及合金)和稀有金属，以及高强度合金钢、不锈钢、耐热钢等。
2)二氧化碳气体保护焊利用二氧化碳气体作为保护气体的电弧焊称为二氧化碳气体保护焊。它以连续送进的焊丝作为电极，靠焊丝和焊件之间产生的电弧熔化金属与焊丝，以自动或半自动方式进行焊接，焊接时焊丝由送丝机构通过软管经导电嘴送进，C02气体以一定流量从环行喷嘴中喷出。电弧引燃后，焊丝末端、电极及熔池被C02气体所包围，使之与空气隔绝，起到保护作用。C02气体保护焊广泛应用于造船、汽车制造、工程机械等工业部门，主要用于焊接低碳钢和低合金结构钢构件，也可用于耐磨零件的堆焊，铸钢件的焊补等。但是，C02焊不适于焊接易氧化的非铁金属及其合金。
(4)电渣焊
电渣焊是利用电流通过液态熔渣时所产生的电阻热作为热源的一种熔化焊接的方法。根据焊接时使用电极的形状，可分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔咀电渣焊等。
1)电渣焊的焊接过程电渣焊总是在垂直立焊位置进行焊接。
2)电渣焊的特点及应用
①生产效率高，成本低②焊接品质好③焊接应力小④热影响区大。
(5)电子柬焊、激光束焊
1)电子束焊电子束焊是利用加速和聚焦的电子束，轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。电子束轰击焊件时99％以上的电子动能会转变为热能，因此，焊件被电子束轰击的部位可加热至很高温度。
电子束焊根据焊件所处环境的真空不同，可分为高真空电子束焊、低真空电子束焊和非真空电子束焊。
2)激光束焊激光束焊接是以聚集的激光束作为能源的特种熔化焊接方法。焊接用激光器有固态和气态两种，常用的激光材料为红宝石、玻璃和二氧化碳。
激光焊接的特点
①由于激光焊热量集中，作用时间极短，因此，能量密度大，热影响区小，焊接变形小，焊件尺寸精度高。可以在大气中焊接，不需要采取保护措施。
②激光束通过光学系统反射和聚集，可以达到其他焊接方法很难焊接的部位进行焊接，还可以通过透明材料壁对结构内部进行焊接，例如对真空管的电极连接和显像管内部接线的连接。
③激光焊可用于绝缘材料、异种金属、金属与非金属的焊接。
(6)气焊
气焊是利用可燃气体乙炔(C2H2)和氧气混合燃烧时所产生的高温火焰作为热源的熔化焊接方法。