自從(cong) 20世紀60年代激光問世以來，激光技術作為(wei) 一門高新技術，幾乎在各行各業(ye) 都獲得了重要的應用。激光加工技術是指各種以高能密度激光束為(wei) 手段，通過激光束與(yu) 材料之間的物理和化學等作用，實現改變物質形態或性質的先進材料加工技術。激光加工涉及激光物理、材料、電子、機械和工程傳(chuan) 熱等多門學科，綜合了激光、製造、控製和計算機應用等多項技術，已成為(wei) 多學科交叉和多技術綜合的一種典型的先進製造技術。激光加工具有非接觸、無汙染、熱影響區域小、加工精度高以及可選區加工等特點，而且在特定的加工情況下是其他製造方法不可替代的。因此，激光技術在許多行業(ye) 中都得到了重要的應用。

　　隨著我國工業(ye) 化、城鎮化和農(nong) 業(ye) 現代化深入發展，農(nong) 業(ye) 勞動力結構和農(nong) 民生產(chan) 生活觀念深刻改變，我國農(nong) 業(ye) 機械化發展呈現出新的特點。總的來說，當前及今後5年，我國農(nong) 業(ye) 機械化發展機遇十分難得，處在加快發展、結構改善、質量提升的關(guan) 鍵時期。

　　農(nong) 業(ye) 機械由於(yu) 其自身應用的特點和工作對象的複雜性，尤其是農(nong) 機製造行業(ye) 的設計加工手段比較落後，使其創新少，新產(chan) 品開發周期長，成本高，製造質量比較粗糙，產(chan) 品壽命相對較短。為(wei) 了大力提高農(nong) 機的製造技術，並與(yu) 其他機械製造業(ye) 平行發展，必須加大激光等先進製造技術在農(nong) 業(ye) 製造中的應用力度，提高農(nong) 機製造企業(ye) 的現代生產(chan) 技術水平。

　　1  激光快速成型在農(nong) 機製造中的應用

　　快速成型技術就是直接根據CAD模型快速生產(chan) 樣件或零件的技術總稱。它集成了CAD技術、數控技術、激光技術和材料技術等現代科技成果，是先進製造技術的重要組成部分。它能根據CAD模型（電子模型）自動、直接、快速、精確地將設計思想物化為(wei) 具有一定功能的原型或直接製造零件，在不用模具和工具的條件下生成幾乎任意複雜的零部件，解決(jue) 了從(cong) 設計到製造的快速對接問題。因此，該技術可以對產(chan) 品設計進行快速評價(jia) 及修改，有效地縮短了產(chan) 品的研發周期，降低了開發成本，滿足了當今競爭(zheng) 口益激烈的市場對新產(chan) 品快速開發和快速製造的要求，提高了產(chan) 品的市場競爭(zheng) 力和企業(ye) 的綜合競爭(zheng) 能力。

　激光選區燒結是快速成型製造中的重要工藝方法之一。該技術采用逐層材料添加的原理，對三維實體(ti) 模型進行切片分區處理，生成激光燒結的掃描路徑；然後，通過x-Y激光掃捕儀(yi) 使激光束沿掃描路徑掃描，逐層燒結同化同體(ti) 粉末材料（如塑料粉、尼龍粉、蠟、陶瓷或）、金屬與(yu) 粘結劑的混合粉或金屬粉等，經過燒結與(yu) 層層疊加後，最終形成所需的三維工件。這種製造方法具有成型速度快、精度高、表麵質量好、後置處理簡單和省時等特點，是一個(ge) 具有生命力的技術，為(wei) 製造技術的發展創造了一種新方法。

　　農(nong) 業(ye) 機械生產(chan) 過程具有特殊性。零件多具有較複雜的形狀，如耕地機械、整地機械和收獲機械等。此外，複雜曲麵較多，如犁體(ti) 曲麵、旋耕機旋刀、水泵葉輪和送料螺旋等，而且根據具體(ti) 的生產(chan) 情況不同，其形狀還需相應調整。因此，利用傳(chuan) 統的機械加工方法研製這種農(nong) 業(ye) 機械零件，不僅(jin) 研製開發時間長，加工工藝複雜，而且很難達到理想的效果。運用先進的激光快速成型集成技術，不僅(jin) 大大縮短新產(chan) 品的開發周期，降低開發成本，而且製造質量也優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統製造方法。

　　2  激光表麵強化與(yu) 熱處理的應用

　　激光表麵強化與(yu) 熱處理技術是近20年來發展起來的一種新型材料表麵處理技術。激光表麵強化技術的原理是利用激光穿透能力極強的特點，當把金屬表麵加熱到僅(jin) 低於(yu) 熔點的臨(lin) 界轉變溫度時，其表麵迅速奧氏體(ti) 化，然後急速自冷淬火，金屬表麵迅速被強化。激光表麵強化與(yu) 熱處理可以分為(wei) 3類：一是激光照射時金屬不熔化，隻是組織發生變化，這類工藝主要為(wei) 激光相變硬化（激光淬火）；二是激光照射時金屬熔化，冷卻後組織發生變化或加入其他元素改善表麵性質，包括激光熔凝、激光合金化、激光非晶化和微晶化等；三是激光照射時金屬表麵發生汽化，從(cong) 而發生組織變化，這類工藝主要為(wei) 激光衝(chong) 擊硬化。上述各種激光熱處理工藝共同的理論基礎是激光與(yu) 物質的相互作用規律及其金屬學行為(wei) 。

　　激光熱處理是傳(chuan) 統熱處理技術的發展和補充，它可以解決(jue) 其它表麵處理方法無法解決(jue) 或不好解決(jue) 的材料強化問題。經過激光處理後，鑄層表層強度可達HRC60以上，中碳、高碳鋼以及合金鋼的表層硬度可達HRC70以上，從(cong) 而提高其抗磨損、抗疲勞、耐腐蝕和防氧化等性能，延長其使用壽命。

激光熱處理在汽車行業(ye) 應用極為(wei) 廣泛，在許多車關(guan) 鍵件上（如缸體(ti) ．缸套、曲軸、凸輪軸、排氣閥、閥座或活塞環等）幾乎都可以采HJ激光熱處理。同樣，農(nong) 用機車也應該廣泛使用。在農(nong) 業(ye) 生產(chan) 中，機器的工作條件是多種多樣的，有些機器（犁、中耕機、播種機和收割機）直接在磨料介質中工作，使許多零件磨損很快。另一方麵，為(wei) 了獲得足夠的強度，機器的材料用量較大，不僅(jin) 浪費材料，而且顯得笨重。對於(yu) 此類零件，激光硬化處理後的硬度比常規淬火硬度高5％一20％，激光合金化可以根據要求選擇加入新材料，形成以基材為(wei) 基礎的新合金層，以獲得滿意的性能。此外，由於(yu) 處理後性能的提高，可以選用低性能的基材，從(cong) 而減少了基材的質量。

　　3  激光在農(nong) 機零件修複中的應用

　　激光熔覆（又稱激光包覆或激光熔敷）是一種新的表麵改性技術，它通過在基材表麵添加熔覆材料，並利用高能密度的激光束，使之與(yu) 基材表麵薄層一起熔凝，在基材表麵形成與(yu) 冶金結合的填料熔覆層。由於(yu) 激光熔覆可將高熔點的材料熔覆在低熔點的基材表麵，而且材料的成分亦不受通常的冶合金熱力學條件的限製。因此，所采用熔覆材料的範圍相當廣泛，包括鎳基、鈷基、鐵基合金、碳化物複合合金材料以及陶瓷材料等。其中，合金材料和碳化物複合材料的激光熔覆較為(wei) 成熟，並已獲得實際應用。由於(yu) 激光束的高能密度所產(chan) 生的近似絕熱的快速加熱過程，使激光熔覆對基材的熱影響較小，引起的變形也較小。控製激光的輸入能量還可以將基材的稀釋作用限製在極低的程度（小於(yu) 10％），從(cong) 而保持了原熔覆材料的優(you) 異性能。

　　因此，激光熔覆技術可以提高材料表麵的耐磨與(yu) 耐蝕等性能，主要用於(yu) 零件磨損後的修複及增強新製造零件的性能。對於(yu) 重要零件（如農(nong) 機中的汽缸套和活塞等），由於(yu) 工作量大，高溫、高壓、侵蝕以及不同程度的摩擦，其磨損量是很大的，零件需要定期報廢和更換。對於(yu) 耕地機械、整地機械和收割機械（如犁、中耕機、播種機和收割機），作業(ye) 時局部磨損很快，零件報廢是因為(wei) 局部的損壞。為(wei) 了提高零件的使用壽命，修複工作有著極大的意義(yi) 。激光加工具有選區作用的獨特優(you) 點，而且激光熔覆可以方便地修複磨損部位，使零件不因為(wei) 局部損壞而報廢，提高了零件的可靠性和使用壽命，在投入費用最小的情況下重新達到更佳的性能要求"J。此外，用激光對模具進行修複，可以大大提高模具的壽命，又不受形狀和尺寸的限製，在農(nong) 機製造中也應大力推廣和采用。

4   激光技術在農(nong) 機製造中應用的幾點思考#p#分頁標題#e#

　　1）激光加工技術在多行業(ye) 中已經大力推廣，在農(nong) 業(ye) 機械製造中的應用也勢在必行。但對加工類型的選擇及激光器的使用，要從(cong) 基礎做起，隻有在充分掌握這種先進加工方法的情況下，才能更好地改進傳(chuan) 統工藝，發揮新技術的優(you) 勢。激光加工技術集成了CAD技術、數控技術、激光技術和材料技術等現代科技成果，技術涉及範圍廣。因此，農(nong) 機企業(ye) 在上激光製造項目時，一定要分析企業(ye) 自身條件和需求，向其它機械企業(ye) 谘詢，看準方向，找到結合點，循序漸進，切忌所謂"一步到位"。因為(wei) 激光加工技術發展非常快，任何企業(ye) 不可能一步到位。

　　2）激光加工技術在農(nong) 機製造中的應用在我國尚不普遍，主要是該行業(ye) 對激光技術的應用還存在不同程度的神秘感和偏見。另外，對激光技術的宣傳(chuan) 也不夠，缺乏實踐。因此，農(nong) 機企業(ye) 應盡快引進吸收工業(ye) 生產(chan) 中成熟的科研成果，利用好工業(ye) 中已建立的多功能激光加工中心，使其為(wei) 更多的農(nong) 機企業(ye) 服務。

　　3）近些年來，大功率激光器和輔助設備的製造技術日益提高，其基礎理論及生產(chan) 技術13益成熟，與(yu) 其他加工設備相比，大功率激光器的價(jia) 格也不是很高。因此，激光加工技術在農(nong) 業(ye) 機械製造中的應用具備了一定的外部條件。另外，隨著農(nong) 業(ye) 工業(ye) 化的快速發展，農(nong) 業(ye) 製造企業(ye) 的實力明顯增強，對產(chan) 品質量的要求越來越高，為(wei) 激光加工技術在農(nong) 業(ye) 機械製造中的應用提供了內(nei) 部動力和條件。因此，目前激光加工技術在農(nong) 業(ye) 機械製造中的應用具備了條件。可以預言，激光加工技術的引入必將大幅度提升農(nong) 業(ye) 機械的製造水平。