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激光加工技术在农业机械制造中的应用研究

2017/6/19    来源:互联网    作者:崔莉      
关键字:激光加工技术  农业机械制造  工作原理  优越性  应用  
随着农业的快速发展,农业现代化的步伐不断加快,农业机械化作为现代化农业的重要标志,这就对农业机械制造技术提出了更高的要求。为了有效地提高农业机械制造的现代化水平,将激光加工技术引入农业机械制造中来,这不仅能够有效地提高农业机械设备的技术含量,而且有利于更好地满足市场的需求。文章从激光加工技术工作原理入手,分析了激光加工技术的优越性,并进一步对激光加工技术在农机制造中的应用进行了具体阐述。

    前言

    由于激光具有较特殊的光束效用,这也使其在金属加工方面应用十分广泛,特别是用于硬质金属材料的加工更是取得了非常好的效果。利用激光进行农业机械制造,不仅工序较少,而且工作效率有了大幅度提升。由于激光在时间控制性和空间控制性具有较大的优势,能够自由选择加工材料的材质和加工环境,而且能够进行自动化加工操作,这也使激光加工技术在许多行业中广泛应用,具有非常好的发展前景。

    1 激光加工技术工作原理

    激光作为平行光束,不仅具有同调性,而且还具有单色波长的性能特征。激光加工技术主要是利用激光束与物质相互作用的特性来对材料进行微加工。在科学实验中,使用电管以电流或者光的能量对一些原子里含有易激发的物质或者某些晶体进行撞击,撞击后原子所带的电子处于一种高能量状态,当高能量的电子转化为平和的低能量时,原子会产生更大的能量,继而放出光子;该状态下,被释放出来的光子又不断撞击原子,原子继续产生光子,不断循环进行撞击与释放,而且持续往同一个方向运行,由此集中形成该方向的一束具有极强能量的光,形成所谓的激光原理。聚集的激光能量强大,可穿透各种材质。例如红宝石激光,该激光输出脉冲的全部能量不足以让冷水沸腾,却拥有穿透5mm 钢板的能量。可见,尽管激光的光能一般,但功率密度极高,穿透力强大,这是一般的光束无法企及的,因此激光的这一优点被广泛应用于诸多行业。

    2 激光加工技术的优越性

    激光加工技术相较于其他加工技术具有较强的优势性。在具体应用过程中,激光加工技术在对材料进行加工处理过程中,与材料实现了零接触,不会对原件带来直接性冲击,激光加工技术在应用方面的先进性尤为突出。利用激光加工技术对机械进行处理时,由于所带来的破坏性较低,而且激光光束能量密集度较高,这也使其在应用时不会对机械的原型带来不利影响。特别是需要局部加工的机械,在加工时激光照射部位没有任何不良影响产生,加工完成后,机械受光束热能量影响较小,这也使一些后续加工程序能够减少。同时激光光束在导向和聚焦工作方面具有较好的灵活性,这也对加工过程中按照所需要的要求进行调整带来了更多的便利,能够在复杂机械加工中进行广泛应用。另外,利用激光加工技术进行机械加工,不仅能够有效的提高生产效率,而且加工过程中不会造成污染,实现了材料的有效节约,在高精尖产品加工上应用取得了非常好的效果。

    3 激光加工技术在农机制造中的应用

    3.1 激光切割技术的应用

    激光切割是激光加工中的重要技术,在我国的工业生产领域已经得到了广泛的应用。该项技术主要是利用激光的高温以及光束的高密度性,利用激光光束扫描待切割材料的表面,这样经过激光扫描的部分则会在较短时间内达到较高的温度,在高温作用下部分材料会熔化,并利用高压气体吹走溶化的部分,从而完成切割的目的。与一般的切割技术相比,激光切割速度快,工作效率高,最为重要的是由于高精度操作能够保证切割材料的形态,不会对切割材料的质量产生影响。在农业机械制造的过程中,经常会遇到较厚的金属材料,如果使用一般的切割技术,不仅效率低,而且会导致材料产生变形现象。所以利用激光切割技术对较厚的金属材料进行切割,能够最大程度的保证材料的精度和质量,节省材料,降低制造成本。

    3.2 激光焊接技术的应用

    在激光加工技术中,激光焊接作为非常关键的组成部分,相较于一般的焊接技术,激光焊接技术具有较强的优势。激光焊接主要是利用激光光束的高聚集能量的特性,对于需要焊接的材料接触面进行光束集中照射,使焊接材料照射部分溶解,从而进行焊接工作。因为激光焊接不需要使用焊接材料,所以焊接材料的焊缝绝对纯净,从而减少因为焊缝存在焊渣、蜂窝、小孔等而产生的腐蚀、断裂等情况,有效的提高了焊接的质量。由于激光焊接不直接接触焊接表面即可完成,所以对于很多无法接触到的焊接部位,能够进行远距离焊接。通过光束的集中照射,就能够对焊接部位进行精准定位,使焊接技术空间技术难题得以有效解决。相较于一般的焊接技术,激光焊接技术无论是电磁学性、机械性能还是抗腐蚀性方面都具有较好的优势,对于焊接较厚的金属材料具有较强的穿透性,并且能够减少焊接材料的变形,所以焊接质量较高。在农业机械制造中,很多农业机械需要承受较大的力量,比如播种机和收割机等,需要承受较强的负荷,在与地面接触的过程中会产生一定的磨损。将激光焊接技术应用于这些部位的焊接,能够有效的提高焊接面的质量,延长机械设备的使用寿命,从而提升农业机械设备的整体性能。

    3.3 激光快速成型技术的应用

    激光快速成型技术是将多种技术集合在一起进行的综合运用,具有较高的互换性、复制性,而且成本较低,加工周期较短。在应用激光快速成型技术过程中,主要是利用非接触的加工模式,有效的规避了传统加工过程中残余力和工具更新等问题,而且无切割及噪声产生,有效的实现了对环境的保护。应用激光快速成型技术过程中,能够实现快速铸造,对于新品开发及单件零件的生产具有较好的适用性。在农业机械制造中应用激光快速成型技术时,不仅制造费用能够大幅度降低,而且加工周期较短,显示出了较强的优越性。但在当前一些以传统的制造方式生产的企业中,由于对激光技术缺乏有效的了解,这也使其在制造中应用较少,有效的影响了机械制造水平的提升。近年来我国农业现代化水平不断提高,农业制造企业的实力也有了大幅度增长,再加之当前市场对农机产品的质量要求不断提升,这也使激光加工技术在农业机械制造中进行应用成为必然趋势。

    4 结束语

    随着经济的快速发展,我国农业现代化水平不断提高,农业制造业实力也有了明显的增强。近年来在农业工业化发展速度较快,为了能够更好的提高农业机械的质量,将激光加工技术引入到农业机械制造中来,不仅有利于农业机械设备质量的提高,而且对劳动生产率及农业机械制造自动化的水平的提高都起到非常重要的作用,因此需要加大对激光加工技术的研究力度,不断对激光加工技术进行改进,确保其取得了更好的应用效果。

责任编辑:张纯子
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