激光加工技術在農業機械制造中的應用研究

金 丹，季小平

（1.珠海市農業農村局，廣東 珠海 519000；2.遼寧省農業經濟學校，遼寧 錦州 121001）

激光是20世紀以來，人類的又一重大發明，被稱為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光。激光加工技術具有非接觸、無污染、熱影響區域小、加工精度高以及可選取加工等優點。我國是農業大國，研發制造出高精度的農業機械工具對我國實現農業現代化有著舉足輕重的作用，將農業機械制造與激光加工技術相結合無疑是農業發展上的又一重要的里程碑。

1 激光加工技術原理

激光，光與物質的相互作用，實質上是組成物質的微觀粒子吸收或輻射光子，同時改變自身運動狀況的表現，平行光束，擁有同調性，單色波的特征。激光加工技術原理是原子中的電子吸收能量后從低能級躍遷到高能級，再從高能級回落到低能級的時候，所釋放的能量以光子的形式放出，不斷循環，并且持續向同一個方向進行運行，形成了一束具光束，因此就形成了所謂的激光原理，激光加工技術具備很多特征，例如：光點小，能量集中，熱影響區小，不受電磁干擾，與電子束加工相比應用更方便，激光束易于聚焦，安全可靠，精確細致，效果一致，高速快捷，成本低廉。激光加工技術是將激光束照射到工件的表面，以激光的高能量來切除、熔化材料以及改變物體表面性能。激光加工技術具有如此多的特性，所以激光加工技術可以被應用到很多領域，包括航空，醫療，交通等。

2 激光加工技術的特點

激光具備功率密度高、熱量小、影響范圍小等特點，激光光束有很好的靈活性。在實際應用過程中，激光加工技術實現了與加工材料之間的零接觸，不會對原件造成任何直接性的傷害，所以激光加工技術不會對機械原型帶來不利的影響。因此，一些需要精細加工的機械，更應該充分利用激光加工技術。激光加工技術不僅不會對環境造成污染，還可以充分利用原材料，激光加工技術對外界環境的要求也不是很嚴格，因此更加容易被各個行業所接受。激光加工技術較傳統工藝比可適應性強，可靠性強，可控性強，除此之外，在播種時，利用激光加工技術，可以使種子的活力在一定程度上有所提升，進而促進植物的生長。

3 激光技術在農業制造中的應用

3.1 激光表面強化與熱處理技術的應用

農業機械量大面廣，種類繁多，每年由于表面破損帶來的損失非常巨大。資料表明，農機產品的失效損壞，約60%是由于零件表面的腐蝕和磨損引起的。如耕作、播種和收割機的許多零部件，直接與土壤接觸，其磨損十分嚴重，導致故障增多、生產率下降，作業成本上升。因此在農機行業大力推廣先進、實用的表面技術，可顯著提高零部件的抗氧化、耐腐蝕、買磨損和耐疲勞性，能最大限度的延長農機具的使用壽命。激光熔覆是通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束，形成基材表面與冶金結合的填料熔覆層。這種激光熔覆表面改性技術，可提高材料表面的耐磨性與耐腐蝕性，可在農業機械制造中大力推廣。

3.2 激光控制平地技術

利用激光束平面取代機械平地中人眼目視作為控制基準，通過液壓系統操縱平地鏟運機工作，完成土地平整作業。利用激光控制平地技術可實現高精度農田平整，減少田間灌排渠占地，減少灌溉用水及水土流失，提高機械化作業率，在增加農作物產量和節水方面有顯著效果。適用于小麥、玉米等大田灌溉區，也適用于水田灌溉區，特別是作為推廣水稻“淺、濕、曬”控制灌溉技術的重要配套技術，其技術推廣潛力很大。

3.3 激光快速成型技術的應用

激光快速成型技術是將多種技術集合在一起進行的綜合運用，具有較高的互換性、復制性，而且成本較低，加工周期較短。在應用激光快速成型技術過程中，主要是利用非接觸的加工模式，有效的規避了傳統加工過程中殘余力和工具更新等問題，而且無切割及噪聲產生，有效的實現了對環境的保護。應用激光快速成型技術過程中，能夠實現快速鑄造，對于新品開發及單件零件的生產具有較好的適用性。在農業機械制造中應用激光快速成型技術時，不僅制造費用能夠大幅度降低，而且加工周期較短，顯示出了較強的優越性。但在當前一些以傳統的制造方式生產的企業中，由于對激光技術缺乏有效的了解，這也使其在制造中應用較少，有效的影響了機械制造水平的提升。近年來我國農業現代化水平不斷提高，農業制造企業的實力也有了大幅度增長，再加之當前市場對農機產品的質量要求不斷提升，這也使激光加工技術在農業機械制造中進行應用成為必然趨勢。