激光加工技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用研究

崔莉

摘 要：隨著農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的步伐不斷加快，農(nóng)業(yè)機(jī)械化作為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志，這就對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造技術(shù)提出了更高的要求。為了有效地提高農(nóng)業(yè)機(jī)械制造的現(xiàn)代化水平，將激光加工技術(shù)引入農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中來(lái)，這不僅能夠有效地提高農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的技術(shù)含量，而且有利于更好地滿足市場(chǎng)的需求。文章從激光加工技術(shù)工作原理入手，分析了激光加工技術(shù)的優(yōu)越性，并進(jìn)一步對(duì)激光加工技術(shù)在農(nóng)機(jī)制造中的應(yīng)用進(jìn)行了具體闡述。

關(guān)鍵詞：激光加工技術(shù)；農(nóng)業(yè)機(jī)械制造；工作原理；優(yōu)越性；應(yīng)用

前言

由于激光具有較特殊的光束效用，這也使其在金屬加工方面應(yīng)用十分廣泛，特別是用于硬質(zhì)金屬材料的加工更是取得了非常好的效果。利用激光進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械制造，不僅工序較少，而且工作效率有了大幅度提升。由于激光在時(shí)間控制性和空間控制性具有較大的優(yōu)勢(shì)，能夠自由選擇加工材料的材質(zhì)和加工環(huán)境，而且能夠進(jìn)行自動(dòng)化加工操作，這也使激光加工技術(shù)在許多行業(yè)中廣泛應(yīng)用，具有非常好的發(fā)展前景。

1 激光加工技術(shù)工作原理

激光作為平行光束，不僅具有同調(diào)性，而且還具有單色波長(zhǎng)的性能特征。激光加工技術(shù)主要是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性來(lái)對(duì)材料進(jìn)行微加工。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，使用電管以電流或者光的能量對(duì)一些原子里含有易激發(fā)的物質(zhì)或者某些晶體進(jìn)行撞擊，撞擊后原子所帶的電子處于一種高能量狀態(tài)，當(dāng)高能量的電子轉(zhuǎn)化為平和的低能量時(shí)，原子會(huì)產(chǎn)生更大的能量，繼而放出光子；該狀態(tài)下，被釋放出來(lái)的光子又不斷撞擊原子，原子繼續(xù)產(chǎn)生光子，不斷循環(huán)進(jìn)行撞擊與釋放，而且持續(xù)往同一個(gè)方向運(yùn)行，由此集中形成該方向的一束具有極強(qiáng)能量的光，形成所謂的激光原理。聚集的激光能量強(qiáng)大，可穿透各種材質(zhì)。例如紅寶石激光，該激光輸出脈沖的全部能量不足以讓冷水沸騰，卻擁有穿透5mm鋼板的能量。可見(jiàn)，盡管激光的光能一般，但功率密度極高，穿透力強(qiáng)大，這是一般的光束無(wú)法企及的，因此激光的這一優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于諸多行業(yè)。

2 激光加工技術(shù)的優(yōu)越性

激光加工技術(shù)相較于其他加工技術(shù)具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)性。在具體應(yīng)用過(guò)程中，激光加工技術(shù)在對(duì)材料進(jìn)行加工處理過(guò)程中，與材料實(shí)現(xiàn)了零接觸，不會(huì)對(duì)原件帶來(lái)直接性沖擊，激光加工技術(shù)在應(yīng)用方面的先進(jìn)性尤為突出。利用激光加工技術(shù)對(duì)機(jī)械進(jìn)行處理時(shí)，由于所帶來(lái)的破壞性較低，而且激光光束能量密集度較高，這也使其在應(yīng)用時(shí)不會(huì)對(duì)機(jī)械的原型帶來(lái)不利影響。特別是需要局部加工的機(jī)械，在加工時(shí)激光照射部位沒(méi)有任何不良影響產(chǎn)生，加工完成后，機(jī)械受光束熱能量影響較小，這也使一些后續(xù)加工程序能夠減少。同時(shí)激光光束在導(dǎo)向和聚焦工作方面具有較好的靈活性，這也對(duì)加工過(guò)程中按照所需要的要求進(jìn)行調(diào)整帶來(lái)了更多的便利，能夠在復(fù)雜機(jī)械加工中進(jìn)行廣泛應(yīng)用。另外，利用激光加工技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，不僅能夠有效的提高生產(chǎn)效率，而且加工過(guò)程中不會(huì)造成污染，實(shí)現(xiàn)了材料的有效節(jié)約，在高精尖產(chǎn)品加工上應(yīng)用取得了非常好的效果。

3 激光加工技術(shù)在農(nóng)機(jī)制造中的應(yīng)用

3.1 激光切割技術(shù)的應(yīng)用

激光切割是激光加工中的重要技術(shù)，在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)主要是利用激光的高溫以及光束的高密度性，利用激光光束掃描待切割材料的表面，這樣經(jīng)過(guò)激光掃描的部分則會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的溫度，在高溫作用下部分材料會(huì)熔化，并利用高壓氣體吹走溶化的部分，從而完成切割的目的。與一般的切割技術(shù)相比，激光切割速度快，工作效率高，最為重要的是由于高精度操作能夠保證切割材料的形態(tài)，不會(huì)對(duì)切割材料的質(zhì)量產(chǎn)生影響。在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到較厚的金屬材料，如果使用一般的切割技術(shù)，不僅效率低，而且會(huì)導(dǎo)致材料產(chǎn)生變形現(xiàn)象。所以利用激光切割技術(shù)對(duì)較厚的金屬材料進(jìn)行切割，能夠最大程度的保證材料的精度和質(zhì)量，節(jié)省材料，降低制造成本。

3.2 激光焊接技術(shù)的應(yīng)用

在激光加工技術(shù)中，激光焊接作為非常關(guān)鍵的組成部分，相較于一般的焊接技術(shù)，激光焊接技術(shù)具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。激光焊接主要是利用激光光束的高聚集能量的特性，對(duì)于需要焊接的材料接觸面進(jìn)行光束集中照射，使焊接材料照射部分溶解，從而進(jìn)行焊接工作。因?yàn)榧す夂附硬恍枰褂煤附硬牧?，所以焊接材料的焊縫絕對(duì)純凈，從而減少因?yàn)楹缚p存在焊渣、蜂窩、小孔等而產(chǎn)生的腐蝕、斷裂等情況，有效的提高了焊接的質(zhì)量。由于激光焊接不直接接觸焊接表面即可完成，所以對(duì)于很多無(wú)法接觸到的焊接部位，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離焊接。通過(guò)光束的集中照射，就能夠?qū)附硬课贿M(jìn)行精準(zhǔn)定位，使焊接技術(shù)空間技術(shù)難題得以有效解決。相較于一般的焊接技術(shù)，激光焊接技術(shù)無(wú)論是電磁學(xué)性、機(jī)械性能還是抗腐蝕性方面都具有較好的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于焊接較厚的金屬材料具有較強(qiáng)的穿透性，并且能夠減少焊接材料的變形，所以焊接質(zhì)量較高。在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中，很多農(nóng)業(yè)機(jī)械需要承受較大的力量，比如播種機(jī)和收割機(jī)等，需要承受較強(qiáng)的負(fù)荷，在與地面接觸的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的磨損。將激光焊接技術(shù)應(yīng)用于這些部位的焊接，能夠有效的提高焊接面的質(zhì)量，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，從而提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的整體性能。

3.3 激光快速成型技術(shù)的應(yīng)用

激光快速成型技術(shù)是將多種技術(shù)集合在一起進(jìn)行的綜合運(yùn)用，具有較高的互換性、復(fù)制性，而且成本較低，加工周期較短。在應(yīng)用激光快速成型技術(shù)過(guò)程中，主要是利用非接觸的加工模式，有效的規(guī)避了傳統(tǒng)加工過(guò)程中殘余力和工具更新等問(wèn)題，而且無(wú)切割及噪聲產(chǎn)生，有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境的保護(hù)。應(yīng)用激光快速成型技術(shù)過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)快速鑄造，對(duì)于新品開(kāi)發(fā)及單件零件的生產(chǎn)具有較好的適用性。在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中應(yīng)用激光快速成型技術(shù)時(shí)，不僅制造費(fèi)用能夠大幅度降低，而且加工周期較短，顯示出了較強(qiáng)的優(yōu)越性。但在當(dāng)前一些以傳統(tǒng)的制造方式生產(chǎn)的企業(yè)中，由于對(duì)激光技術(shù)缺乏有效的了解，這也使其在制造中應(yīng)用較少，有效的影響了機(jī)械制造水平的提升。近年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提高，農(nóng)業(yè)制造企業(yè)的實(shí)力也有了大幅度增長(zhǎng)，再加之當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量要求不斷提升，這也使激光加工技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中進(jìn)行應(yīng)用成為必然趨勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提高，農(nóng)業(yè)制造業(yè)實(shí)力也有了明顯的增強(qiáng)。近年來(lái)在農(nóng)業(yè)工業(yè)化發(fā)展速度較快，為了能夠更好的提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的質(zhì)量，將激光加工技術(shù)引入到農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中來(lái)，不僅有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的提高，而且對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)率及農(nóng)業(yè)機(jī)械制造自動(dòng)化的水平的提高都起到非常重要的作用，因此需要加大對(duì)激光加工技術(shù)的研究力度，不斷對(duì)激光加工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，確保其取得了更好的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1]黃曉紅，陳治明.新型產(chǎn)品表面激光處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)床與液壓，2012，11（8）：321-322.

[2]王景成.激光加工技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].科技致富導(dǎo)向，2010，7（20）：234-235.

[3]周瀟.激光束加工技術(shù)全球發(fā)展趨勢(shì)演究[J].經(jīng)濟(jì)觀察，2011（11）：45-47.