吊鉤是起重機械中常見的一種吊具，其承受的外部載荷，通過吊鉤-銷軸-側板進行傳遞，并主要由銷軸聯接承受。為提高銷軸聯接的承載能力，通常在側板銷孔處焊接一定尺寸的凸臺來提高聯接的接觸面積。但側板會因焊接而出現一定程度的變形，嚴重影響了側板與銷軸之間的裝配精度。按照企業裝配要求，側板的*大變形量需控制在1mm以內。

本文采用振動時效工藝控制吊鉤側板焊接變形。振動時效通過施加外部激振力，使激振力與殘余應力疊加后大于材料的屈服強度，從而均化工件內部殘余應力的分布，達到降低工件變形的目的。

材料介紹

吊鉤側板的實驗材料為16Mn，這種材料具有良好的力學性能、焊接性能及低溫沖擊韌性，并且擁有低成本的優勢，同時凸臺的材料也選用16Mn。

實驗方案

為使振動時效控制焊接變形達到良好的效果，根據振動時效工藝要求設計了合理的工藝，包括工件布置、掃頻設置和振動設置等方面。

振動時效參數設置

實驗設備為南京聚航科技有限公司的JH-600A交流振動時效設備，該設備采用高速變頻伺服電機，激振力大，壽命長，時效效果好，適合剛性工件。

詳細振動時效工藝設置如下：

(1)工件布置。激振電機要求剛性固定于側板件上，考慮到側板屬于板型工件，按照工件支撐原則，需要在吊鉤側板1/3長度等分處設4個支撐。用橡膠墊作為彈性支撐，放置在吊鉤側板下方。

(2)掃頻設置。激振器轉速范圍是0-3000r/min，為保證激振轉速平穩增加，設定掃頻轉速每秒增加50r/min，掃頻時間為1min。

(3)振動設置。首先，確定振動處理所需的總時間，工件的質量為101.1kg，振動時間為12min；由于吊鉤側板的焊縫為環形焊縫，產生的焊接變形以及殘余應力分布并不規則，因此工件采用混合振的模式，設定一階固有頻率下振動8min，二階固有頻率下振動4min；同時，激振電機產生的激振力為80-120MPa，符合焊接件振動時效處理的激振力要求。

焊接和振動時效工藝

實驗選擇4個側板焊件，分為兩組，并采取相同的焊接工藝，詳細的工藝流程如下：將每組的兩塊側板背向放置，采用點焊的方式固定兩側板。固定后，利用電弧焊的方式在每個銷孔處焊接凸臺。焊接后實驗一組不進行任何處理，直接將兩側板打開后進行測量；利用振動時效裝置對實驗二組進行時效處理后，將兩側板打開進行測量。

總結

通過對振動時效控制吊鉤側板焊接變形的研究，得出如下結論：未經振動時效處理的吊鉤側板的變形量為2.213mm，遠大于1mm的裝配要求；經過振動時效處理的實驗件，測量點處的變形量為0.732mm，達到側板裝配要求，并且降低量達66.9%，可見利用振動時效控制吊鉤側板焊接變形是可行的、高效的。