弯管与带孔板材焊接组合结构件

　　日常做设备结构配套的时候，这类带焊缝的组合构件其实出镜率不低，很多人做建模的时候容易忽略焊缝的实际形态，要么直接把两个零件做布尔合并，要么随便加个装饰凸台，完全没考虑实际焊接工艺对结构强度、安装公差的影响。先从实际应用场景说，这类构件大多用在通讯机柜内部、小型设备的侧边走线支撑、或者是户外小型通讯设备的外挂安装位，弯管部分走线缆或者气路，带孔的板材部分负责和主设备机架锁紧固定，焊缝承担两个部件之间的载荷传递，要是焊缝建模没做对，后续做有限元分析的时候应力集中点的计算结果会和实际工况差很多，甚至会误导后续的工艺选型。

　　先讲安装边界的问题，做这类结构设计的时候，首先要卡的是安装面的平面度要求，带孔板材上的安装孔是长圆孔加圆孔的组合，长圆孔用来补偿安装时的对位公差，圆孔做精准定位，孔位的边距留了足够的螺栓安装空间，不会出现扳手伸不进去的情况。弯管部分的折弯半径是按照常规管材折弯的最小折弯半径来做的，没有出现折弯处管壁过薄的设计缺陷，弯管的末端是平口，没有做收口或者翻边，方便后续对接软管或者硬管接头，管口的端面和管材轴线垂直度控制在常规机加工的公差范围内，不会出现接完管路之后歪斜漏液或者线缆刮皮的问题。

　　再说到设计思路，很多新手做这类焊接件的时候，会把板材和管材的接触面做完全贴合，实际上现场焊接的时候，两个零件之间会留微小的焊缝间隙，方便焊料渗透，这个模型里的焊缝形态是按照角焊缝的实际成型效果做的，焊脚尺寸匹配板材和管材的壁厚，没有出现焊脚过大导致焊穿、或者焊脚过小强度不足的问题。板材上的密集小孔是用来做扎带固定位的，走线缆的时候可以用扎带穿过小孔把线缆固定在板材上，避免设备运输或者运行震动的时候线缆晃动磨破绝缘层，板材上的那个异形缺口是避让位，对应安装位置上的凸起结构，避免安装的时候出现干涉，不用现场再做切割修配。

　　从功能特性来说，这个构件同时承担了三个作用：一是作为管路的支撑固定结构，把弯管牢牢固定在设备机架上，避免管路受震动出现接头松动；二是作为线缆的布线依托，板材上的孔位可以灵活固定不同走向的线缆，整理设备内部的走线；三是作为位置调整的连接座，长圆孔的设计允许安装的时候在一定范围内调整构件的整体位置，补偿机架加工时的累积公差，降低对机架加工精度的要求，控制整体加工成本。

　　做这类结构建模的时候还要注意几个容易踩的坑，首先是焊缝的位置不能和安装孔位离太近，不然焊接的时候的热变形会导致孔位变形，螺栓穿不进去，这个模型里焊缝和最近的安装孔留了足够的热影响区距离，符合常规焊接工艺的要求。然后是弯管的角度，这个弯管是两个直角折弯，折弯处的过渡圆弧和管材外径匹配，没有出现建模时的曲面褶皱，后续如果要导出工程图做展开计算的话，管材的展开长度可以直接通过模型提取，不用再重新计算折弯扣除。还有板材的折弯边，板材边缘做了小的折弯翻边，一是增加板材的整体刚性，避免薄板材受力变形，二是翻边之后没有锋利的割手边缘，现场安装的时候不会划伤操作人员，也不会刮破线缆外皮。

　　实际选型用这类构件的时候，还要考虑使用场景的防腐要求，如果是户外用的话，焊接完成之后要做整体喷塑或者镀锌处理，建模的时候预留了表面处理的涂层厚度，不会出现安装孔因为涂层太厚导致螺栓拧不进去的问题。如果是用在设备内部的话，焊接之后做简单的去毛刺处理就可以使用，板材上的孔位间距是按照常规通讯设备的安装孔距标准做的，可以直接和标准机架的横梁配合，不用额外做转接板。另外这个构件的整体重心在安装面的投影范围内，安装之后不会出现偏载导致的螺栓受力过大，长时间使用也不会出现板材变形弯管下垂的问题。