الاتصال + 86 151 8448 3461[البريد الإلكتروني محمي]

التقدم البحثي في ​​تطبيق الكسوة بالليزر في إصلاح وتقوية الآلات الزراعية

8 أغسطس 2020

بلدي هو بلد زراعي كبير في العالم. على سبيل المثال، تحتل المرتبة الأولى في إنتاج القطن، والثانية في مساحة زراعة الأرز، والأولى في إنتاج الأرز. ومع ذلك، فإن التطور الحالي للآلات الزراعية لا يتناسب مع حجمها. منذ نهاية القرن التاسع عشر، بدأت بلدي في تعزيز تطوير الآلات الزراعية نحو الميكنة والأتمتة على نطاق واسع. وفقًا للإحصاءات، وصلت درجة الميكنة الزراعية في بلدي إلى 19% في عام 48. ومع ذلك، نظرًا لانخفاض عملية التصنيع ومستوى الآلات الزراعية في بلدي، لا تزال هناك فجوة كبيرة بين موثوقية المنتج وسلامته ومتانته، والقدرة على التكيف وتلك الخاصة بالبلدان المتقدمة. من بينها، تؤثر جودة الأجزاء الرئيسية للآلات الزراعية بشكل مباشر على عمر الخدمة والأداء العملي للآلات الزراعية. في الوقت الحاضر، هناك فجوة كبيرة بين مدة خدمة الآلات الزراعية في بلدي وتلك الموجودة في البلدان الأجنبية. أدى فشل الأجزاء الرئيسية المقاومة للتآكل في أدوات القطع مثل الحراثة الدوارة وشفرات الحصادات وفاتحات الأخاديد إلى زيادة تكلفة الصيانة بشكل كبير وأثر بشكل خطير على كفاءة عمل الآلات الزراعية. معظم الصيانة الحالية للآلات الزراعية هي مجرد تفكيك بسيط واستبدال الأجزاء، الأمر الذي لا يزيد من تكاليف تشغيل شركات الآلات الزراعية فحسب، بل يعيق أيضًا تعزيز وتعميم الميكنة الزراعية في بلدي. ولذلك، فإن استكشاف تقنيات الإصلاح المتقدمة وطرق تحسين الأداء للأجزاء الرئيسية من الآلات الزراعية له أهمية عملية كبيرة لتحسين أداء خدمة الآلات الزراعية وإطالة عمر الخدمة.

منذ ظهورها، تم استخدام تكنولوجيا الليزر على نطاق واسع في الزراعة والصناعة والعلوم والتكنولوجيا والدفاع الوطني وغيرها من المجالات. لعب تطبيق تكنولوجيا الليزر المتقدمة في المجال الزراعي دورًا مهمًا في تعزيز التطور البطيء نسبيًا للزراعة التقليدية. يستخدم الليزر على نطاق واسع في الزراعة، ومن بينها تقنية الكسوة بالليزر التي تعتمد على إصلاح الآلات الزراعية وتقويتها هي الأكثر لفتًا للنظر. إصلاح الكسوة بالليزر للأجزاء التالفة من الآلات الزراعية بمواد سبائكية ذات خصائص خاصة لا يمكن فقط استعادة الحجم الأصلي للأجزاء المعيبة، ولكن أيضًا تحسين جودة الأجزاء لتحسين أداء الخدمة. من الأهمية بمكان تمديد وقت العمل الخالي من المتاعب للآلات الزراعية، وتحسين كفاءة إنتاج الآلات الزراعية، وتعزيز تحسين مستوى الآلات الزراعية في بلدي. يتم شرح حالة البحث وتطبيق الكسوة بالليزر في مجال إصلاح وتقوية الآلات الزراعية، ويتم توقع اتجاه التطوير المستقبلي.

2 تقنية الكسوة بالليزر
الكسوة بالليزر هي تقنية تعديل سطح الركائز. من خلال الضبط المسبق لمسار الكسوة، يتم استخدام تشعيع الليزر لجعل مادة الكسوة وسطح الركيزة يذوبان بسرعة في بركة منصهرة حيث يمر الليزر، ثم يتصلبان بسرعة في طبقة الكسوة ذات الروابط المعدنية والتخفيف المنخفض، بحيث يتم ميكانيكيًا يمكن إصلاح الأجزاء في الموقع، أو يمكن تحسين مقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة الحرارة، ومقاومة الأكسدة لسطح الركيزة الأصلي. بالمقارنة مع تكنولوجيا المعالجة التقليدية، تتميز تكنولوجيا الكسوة بالليزر بالخصائص التالية: يمكن لطبقة الكسوة أن تشكل رابطة معدنية مع الركيزة؛ الركيزة أقل تأثراً بالحرارة وليس من السهل تشويهها، ومعدل تخفيف طبقة الكسوة منخفض، ويتم حفظ مواد الكسوة باهظة الثمن؛ يمكن التحكم في سمك طبقة الكسوة. يمكن إصلاح أجزاء معينة من الأجزاء والأجزاء التي يصعب معالجتها بالطرق الأخرى.

يمكن استخدام تقنية الكسوة بالليزر لإصلاح وتحسين الأداء السطحي لأجزاء الآلات الزراعية. قبل تكسية وإصلاح أجزاء الآلات الزراعية، يجب معالجة سطح أجزاء الآلات الزراعية مسبقًا. نظرًا لبيئة العمل القاسية للآلات الزراعية، فإن سطح أجزاء الآلات الزراعية المغطاة بالليزر غالبًا ما يحمل الأوساخ والزيوت والرطوبة والأسمدة والمبيدات الحشرية والصدأ وطبقة الأكسيد وما إلى ذلك. لذلك، تكون وسائل المعالجة المسبقة أكثر تعقيدًا من الإصلاح أجزاء في مجالات أخرى. بالنسبة لأجزاء الآلات الزراعية، فإن العملية العامة هي غسل الأوساخ السطحية لأجزاء الحراثة الملامسة للتربة بالماء أولاً. إذا كانت الأوساخ الموجودة على السطح التالف ثابتة نسبيًا، فيمكن تنظيفها عن طريق السفع الرملي الميكانيكي. بالنسبة لأجزاء مثل المحركات والأعمدة، يتم تنظيف الزيت أولاً باستخدام منظف يتم تسخينه إلى درجة حرارة معينة. بعد التنظيف الأولي يتم صنفرة السطح المراد تلبيسه بورق الصنفرة وتنظيفه بمادة الأسيتون للحصول على سطح أملس وناعم، وذلك لتجنب دخول البقع السطحية إلى طبقة الكسوة أثناء الكسوة بالليزر مما يسبب عيوب الكسوة ويؤثر على جودة وأداء الكسوة. طبقة الكسوة.

3 حالة تطبيق تقنية الكسوة بالليزر في إصلاح وتقوية الآلات الزراعية في بلدي
التقنيات الرئيسية لإصلاح الآلات الزراعية التقليدية هي المعالجة الحرارية، ونشر التسلل، والرش بالقوس، وما إلى ذلك، ولكن من الصعب تلبية متطلبات الأداء الخاصة بمقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، وخالية من التلوث التي تتطلبها الآلات الزراعية. مع التقدم المستمر في تكنولوجيا الكسوة بالليزر، أصبح أداء طلاء الكسوة المحضر ممتازًا بشكل متزايد، وأصبحت التكلفة أكثر اقتصادية. ولذلك، بدأ العلماء في دراسة تطبيق تكنولوجيا الكسوة بالليزر في إصلاح وتقوية الآلات الزراعية. بدأت الأبحاث التي تجريها بلادي حول إصلاح وتقوية الآلات الزراعية باستخدام الكسوة بالليزر في أوائل القرن الحادي والعشرين، أي متأخرة بعشر سنوات عن التكنولوجيا الأجنبية المتقدمة. استخدم Ma Yulei تقنية الكسوة بالليزر لإصلاح العمود المرفقي للمحرك للجرارات المستوردة عالية القدرة. لم يعمل العمود المرفقي الذي تم إصلاحه على إطالة عمر الخدمة فحسب، بل وصل أيضًا إلى جودة المنتجات الجديدة أو تجاوزها بعد الإصلاح. تشنغ شو وآخرون. أنشأت نموذجًا ثلاثي الأبعاد للأجزاء المفقودة من أسطوانة محرك الجرار، وصممت مسار الكسوة، واستخدمت برمجة CNC لأتمتة العملية. قاموا بإصلاح الكسوة بالليزر على أسطوانة محرك الجرار والتحقق من جدواها. وانغ جياشنغ وآخرون. تم استخدام تقنية الكسوة بالليزر لإعادة تصنيع وإصلاح سطح عمود العمود الرئيسي للجرار المصنوع من 21Cr، وتم إعداد طلاء سبيكة N10A بمقاومة عالية للتآكل. عندما كانت كمية إزالة التركيز 40 مم، كان سطح طبقة الكسوة الناتجة أملسًا ومسطحًا، ولم تكن هناك عيوب مثل المسام والشقوق والخبث على سطح الترابط.

بالإضافة إلى إصلاح الأجزاء التالفة، يمكن أيضًا استخدام تقنية الكسوة بالليزر لتحسين أداء أجزاء الآلات الزراعية الموجودة. في وقت مبكر من عام 2009، اكتشف تشين تشوجون وآخرون المعالجة بالليزر لسطح شفرات الحارث الدوارة. من خلال تصميم تجارب متعامدة وإجراء تحليل النطاق، وجدوا أن العوامل الرئيسية التي تؤثر على تأثير تقوية السطح للركيزة هي قوة الليزر > سرعة المسح > قطر البقعة. بعد ذوبان المادة بواسطة سطح الليزر، تم تحسين هيكل المصفوفة بشكل كبير، وتم تشكيل العديد من المارتينسيت عالي الكربون الناعم في منطقة الكسوة، مما أدى إلى زيادة الصلابة الدقيقة وتحسين مقاومة التآكل لشفرة الحارث الدوارة. أجرى Tian Yongcai مزيدًا من الأبحاث حول هذا الأمر وقام بتحسين مجموعة معلمات العملية. صلابة طلاء الكسوة يمكن أن تصل إلى 820HV، وتم تحسين مقاومة التآكل الكاشطة لشفرة الحارث الدوارة بشكل ملحوظ. استخدم Yan Yong تقنية الكسوة بالليزر لتكسية مواد سبائك منجلية عالية الأداء ومقاومة للتآكل على سطح طرف مجراف الحراثة العميقة لزيادة عمر الخدمة، وأظهرت الاختبارات الميدانية أن أداء الاحتكاك والتآكل لطرف مجراف الحراثة العميقة تم تحسين الملابس المكسوة بالمعلمات التجريبية المتعامدة المحسنة بشكل ملحوظ. يي بينجيون وآخرون. صممت تجربة تحسين لمقارنة تأثيرات المعالجة الحرارية العادية والمعالجة الحرارية بالليزر والكسوة بالليزر على إطالة عمر خدمة شفرات جزازة العشب، ووجدت أن الكسوة بالليزر كانت أفضل من الأولين. من أجل تحسين مقاومة التآكل للمطرقة الفولاذية 65 مليونًا لكسارة الحمضيات، قام Meng Liang et al. تم استخدام التبريد بالليزر وتبريد الماء وتلطيف درجة الحرارة المتوسطة وتكنولوجيا الكسوة بالليزر للاختبار. تمت مقارنة الطرق الثلاث وكانت الصلابة الدقيقة لمعالجة الكسوة بالليزر هي الأعلى وكان متوسط ​​معامل الاحتكاك هو الأدنى، مما يشير إلى أن معالجة الكسوة بالليزر البالغة 65 مليون نيوتن يمكن أن تحسن بشكل فعال مقاومة التآكل، والعملية بسيطة، وتلبي الأداء. متطلبات سطح المطرقة.

4 آفاق تطبيق تقنية الكسوة بالليزر في إصلاح وتقوية الآلات الزراعية في بلدي
بالمقارنة مع مجالات التصنيع المتطورة مثل الآلات الصناعية والفضاء والسيارات، فإن تصنيع الآلات الزراعية يتخلف دائمًا عن المجالات الأخرى، مع انخفاض مستوى التصنيع والتنمية البطيئة. من أجل تعزيز تطوير التحديث الزراعي، من الضروري تعزيز تطبيق تكنولوجيا الكسوة بالليزر في إصلاح وتعزيز الآلات الزراعية. تعلم من نتائج الأبحاث الخاصة بتكنولوجيا الكسوة بالليزر المتقدمة في مجالات أخرى لتوفير توجيهات بحثية لإصلاح وتقوية الآلات الزراعية. ولذلك، ومن أجل تحسين موثوقية الآلات الزراعية في بيئات التربة المعقدة، يمكن دراسة تحول وتطبيق تكنولوجيا الكسوة بالليزر في إصلاح وتعزيز الآلات الزراعية من الجوانب الأربعة التالية: الإصلاح في الموقع؛ تحسين مقاومة التآكل. تحسين مقاومة التآكل. تحسين صلابة.

4. 1 الإصلاح في الموقع
تتميز الآلات الزراعية بكثافة استخدام عالية وظروف بيئة عمل سيئة. العديد من أجزاء الآلات الزراعية تكون في حالة تشغيل زائد لفترة طويلة أثناء الاستخدام الدوري المتكرر، لذلك من السهل حدوث عيوب مثل تشوه البلاستيك، والتآكل، والشقوق، والتآكل. يشير الإصلاح في الموقع إلى المعالجة المحددة للأجزاء المعيبة لاستعادة حجمها الأصلي، وتعد الكسوة بالليزر إحدى تقنيات الإصلاح الرئيسية في الموقع. نظرًا لأن الأجزاء التي تم إصلاحها تتمتع بمزايا عدم التشوه السهل، وسرعة التبريد السريعة، والدقة العالية، والأداء الممتاز، فقد تم استخدامها على نطاق واسع في مجال إصلاح الآلات الزراعية. على سبيل المثال، تخضع أجزاء التروس لدورة تشغيل عالية الكثافة أثناء تشغيل الآلات الزراعية، وسوف تتأثر بالإجهاد المتناوب القوي، والذي من السهل أن يسبب وميضًا وقضم الأسنان وتشوهًا ومشاكل أخرى. يمكن لتطبيق تقنية إصلاح الكسوة بالليزر في الموقع استعادة الحجم الأصلي للعتاد المعيب. من خلال التحقق التجريبي، فإن التروس التي يتم إصلاحها بواسطة الكسوة بالليزر في الموقع لا يمكنها إكمال التشغيل العادي فحسب، بل يمكنها أيضًا تحسين مقاومة الصدمات والصلابة ومقاومة التآكل والخصائص الأخرى للتروس بشكل كبير. قام وانغ زيجيان من جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا بحل مشكلة التشكيل ثلاثي الأبعاد للتروس المكسورة بواسطة الكسوة بالليزر، واقترح إجراءات عملية رئيسية للتشكيل بدقة عالية في المثال، وبالتالي توفير حل عملي للإصلاح السريع وعالي الدقة الأجزاء المعيبة في الهيكل ثلاثي الأبعاد للتروس في الآلات الزراعية. بالإضافة إلى ذلك، فإن أجزاء العمود هي أيضًا أحد الأجزاء التي غالبًا ما تحتاج إلى الإصلاح في الآلات الزراعية. بالإضافة إلى تأثرها بالإجهاد المتناوب، تتأثر مكونات العمود أيضًا بالاحتكاك والتآكل، وسيكون تأثير الاحتكاك والتآكل أكثر أهمية، وهو أيضًا سبب مهم لتلفها. بيئة عمل الآلات الزراعية قاسية نسبيًا. أثناء الدوران طويل الأمد للعمود الداخلي، سوف تتسلل جزيئات الرمل عالية الصلابة وتسبب التآكل. نتيجة التآكل هي خدوش إقليمية عميقة، مما يعزز تأثير الجزيئات الكاشطة، وبالتالي يؤدي إلى تفاقم عملية الضرر وتشكيل حلقة مفرغة. إن تطبيق تقنية الكسوة بالليزر لإصلاح المحامل في الموقع يمكن أن يملأ الخدوش ويستعيد الشكل السطحي للعمود. إن سمك الطلاء الذي تم إعداده بواسطة تقنية إصلاح الكسوة بالليزر في الموقع رقيق نسبيًا، ويمكن للمشغل التحكم بشكل فعال في سمك طلاء الكسوة، وبالتالي ضمان التسامح الهندسي ودقة الأبعاد للأجزاء التي تم إصلاحها. استخدم Luo Xingxing برنامج محاكاة ANSYS لتحديد جدوى عملية إصلاح الكسوة بالليزر لأجزاء العمود، وحقق بشكل تجريبي إصلاح الكسوة بالليزر لـ 45 جزءًا من العمود الفولاذي. تم تقييم المؤشرات المختلفة لتلبية احتياجات الإصلاح. باختصار، فإن استخدام تقنية التكسية بالليزر لإصلاح الأجزاء المعيبة في مكانها لا يلبي احتياجات الإصلاح فحسب ويحقق الأداء التشغيلي الطبيعي للأجزاء الأصلية، بل له أيضًا تأثير تقوية السطح.

4.2 مقاومة التآكل
ينقسم التآكل في الآلات الزراعية بشكل عام إلى تآكل لاصق وتآكل كاشط، ومن بينهم التآكل الكاشطة هو الأكثر شيوعًا. التآكل الكاشطة هو التآكل الناتج عن الاحتكاك بين سطح الأجزاء والجزيئات الكاشطة الصلبة نسبيًا. الاتصال المباشر بالتربة والرمل أثناء الزراعة يسبب تآكلًا خطيرًا. هناك العديد من مواد الكسوة لتحسين مقاومة التآكل، ومن بينها مواد الكسوة القائمة على الحديد هي الأكثر استخدامًا في مجال الآلات الزراعية. تم استخدام السبائك القائمة على الحديد على نطاق واسع بسبب تركيبها المماثل لركائز الآلات الزراعية، والترابط المعدني الجيد، ومقاومة التآكل العالية والتكلفة المنخفضة. استخدم Wang Hongli تقنية الكسوة بالليزر لإعداد طبقة كسوة مصنوعة من سبائك الحديد على سطح 65 مليون، وحصل على رابطة معدنية جيدة بين طبقة الكسوة والركيزة. تبلغ الصلابة الدقيقة لطبقة الكسوة 2.5 مرة من الركيزة، ومقاومة التآكل 2.6 مرة من الركيزة. ومع ذلك، فإن السبائك القائمة على الحديد لها أيضًا عيوب مثل ارتفاع نقطة الانصهار، وسوء التدفق الذاتي للسبائك، وضعف مقاومة الأكسدة، وضعف السيولة، والمزيد من المسام وشوائب الخبث. لاحقًا، من أجل تحسين السبائك القائمة على الحديد، تمت إضافة سبائك ذاتية التدفق قائمة على الحديد مع عناصر B وSi لزيادة تحسين مقاومة التآكل لطبقة الكسوة. مسحوق السبائك ذاتية التدفق القائم على الحديد مناسب للأجزاء التي تتطلب مقاومة التآكل المحلية وسهلة التشوه. تتكون المصفوفة في الغالب من الحديد الزهر والفولاذ منخفض الكربون، وهو متوافق مع مواد الآلات الزراعية. هو جيانكون وآخرون. مسحوق سبائك الحديد ذاتية التدفق Fe55 المغطى بالليزر على سطح 45 فولاذًا، ويمكن أن تصل صلابة طبقة الكسوة إلى 11 مرة من الأصل، ومقاومة التآكل أعلى 11 مرة من الأصل.
بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة عناصر أرضية نادرة إلى مادة الكسوة يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تحسين مقاومة التآكل لطلاء الكسوة. لي تشينغتانغ وآخرون. اقترح طريقة تحضير وتحضير طلاء الكسوة الليزرية المقاومة للتآكل والتي تحتوي على جسيمات NbC الأرضية النادرة والتي تحتوي على الحديد. يتم خلط مسحوق سبائك الكسوة ميكانيكيًا مع CeO2 وفقًا لنسبة التركيب الكيميائي، ويتم تحضير طلاء الكسوة على سطح المصفوفة الفولاذية. تتفاعل طبقة الكسوة التي تم الحصول عليها في الموقع لتوليد مرحلة صلبة من السيراميك ببنية كثيفة، بدون مسام وشقوق، ويتم تحسين مقاومة التآكل بشكل فعال. يمكن للعناصر الأرضية النادرة أن تحسن بشكل كبير البنية المجهرية لطبقة الكسوة وتحسن بنية التشعبات. من بينها، استيعاب كمية معقولة من إضافة العناصر الأرضية النادرة هو المفتاح. إن الإضافة المناسبة للعناصر الأرضية النادرة يمكن أن تضمن التحسين الفعال لمقاومة التآكل لطبقة الكسوة.
في السنوات الأخيرة، أصبحت السبائك غير المتبلورة تدريجيًا محور البحث في إصلاح الآلات الزراعية وتقويتها نظرًا لمقاومتها الممتازة للتآكل، والمغناطيسية والمتانة، والمقاومة العالية وأداء الاقتران الكهروميكانيكي، والعملية البسيطة. تشانغ لوان وآخرون. مسحوق سبائك غير متبلور مغطى بالليزر ومسحوق بلوري بتركيبة Fe79.73B8.86Si11.41 على سطح 45 فولاذ. أظهرت النتائج أنه في ظل نفس ظروف عملية الكسوة، كان أداء الكسوة لمسحوق السبائك غير المتبلورة أفضل من أداء المسحوق البلوري. تانغ كوييونغ وآخرون. استخدام الكسوة الليزرية لإجراء اختبارات الكسوة بمسحوق السبائك غير المتبلورة Fe60Nb13Ti13Ta13 مع معلمات عملية مختلفة على سطح 45 فولاذًا، والحصول على ترابط معدني جيد بين الطلاء والمواد الأساسية، بدون شقوق واضحة وعيوب أخرى؛ كان هيكل الطلاء جيدًا بمحلول صلب فائق التشبع α-Fe مع بلورات وكمية صغيرة من الطور غير المتبلور، وكان متوسط ​​صلابة الطلاء 873 HV، أي حوالي 4 أضعاف المادة الأساسية، وكانت مقاومة التآكل للطلاء أفضل بكثير من تلك المادة الأساسية.

4.3 مقاومة التآكل
غالبًا ما تعمل أجزاء الحراثة في الآلات الزراعية في بيئة رطبة ومسببة للتآكل مثل المبيدات والأسمدة والأسمدة العضوية، مما يسرع من تلف الآلات الزراعية. يؤثر تكوين مسحوق الكسوة بالليزر بشكل مباشر على مقاومة التآكل لطبقة الكسوة. لقد درس العديد من العلماء مقاومة التآكل لمواد الكسوة المختلفة. قام Xu Sicheng وLi Zengquan بتعديل الفولاذ منخفض الكربون باستخدام مسحوق سبائك Fe-Cr للحصول على طبقة تكسية ذات مقاومة جيدة للتآكل. بعد الاختبار الكهروكيميائي، وجد أن مقاومته للتآكل تعادل 316 الفولاذ المقاوم للصدأ. وانغ إنتينج وآخرون. تمت إضافة عناصر أرضية نادرة نادرة إلى مادة الطلاء المقاومة للتآكل لكسوة الليزر لتعزيز حجم الحبوب للطبقة السطحية لحدود الحبوب وزيادة تحسين مقاومة المصفوفة للتآكل. في البحث واستكشاف مقاومة التآكل، يعد البحث عن مسحوق السبائك ذاتية التدفق القائم على المنجل في مواد الكسوة بالليزر هو الأبرز، ويستخدم على نطاق واسع في إصلاح المكونات المحلية المقاومة للتآكل. اقترح Ye Lujun عملية إعداد طلاء الكسوة بالليزر لسبائك ذاتية التدفق تعتمد على البورسليكات المنجلية. ومن خلال الجمع بين تركيبة المسحوق وحجم الجسيمات ومعلمات عملية الكسوة بالليزر، تم الحصول على طلاء كسوة يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل. يو يوجوانج وآخرون. اخترع طريقة لتحضير طلاء مقاوم للتآكل يتوافق مع مسحوق السبائك المنجلية وتركيبته المحددة. بعد أن يتم تغطية مسحوق السبائك القائمة على النيكل على ركيزة من الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ منخفض الكربون، فإن طبقة الكسوة لها سطح كثيف، وتشكل عياني جيد، ولا توجد عيوب مثل المسام والشقوق، وصلابة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل.
ومع تعميق البحث وجد العلماء أن إضافة ظروف المجال الخارجي والسيطرة عليها أثناء عملية الكسوة لها تأثير كبير على مقاومة التآكل لطبقة الكسوة. قام شي هاي بإعداد طلاء سبيكة Fe60 على سطح 45 فولاذ بواسطة الكسوة بالليزر، وبمساعدة جهاز مجال مركب من الاهتزاز الميكانيكي والمجال المغناطيسي. تحت تأثير المجال المركب، تم تحسين محتوى المحلول الصلب Fe-Cr في الطلاء بشكل فعال، مما أدى إلى تحسين مقاومة الطلاء للتآكل بشكل كبير، وقدم إرشادات لمزيد من تحسين عملية الكسوة بالليزر لتعزيز الآلات الزراعية.

4.4 صلابة
ونظرًا لوجود أحجار كبيرة وجذور أشجار كبيرة تحت التربة، فإن أجزاء الحراثة مثل السكاكين الدوارة والمشط القرصي قد تتعرض لصدمات كبيرة وتتلف أثناء عملية الحراثة والحراثة، مما يفرض متطلبات أعلى على صلابة الآلات الزراعية. تشانغ يانلي وآخرون. تم استخدام الفولاذ 45 كمادة أساسية وإجراء دراسة مقارنة على صلابة طبقات الكسوة لسبيكة Fe60 وسبائك Ni60. في ظل ظروف نفس قوة الليزر وكمية تغذية المسحوق، تكون صلابة طلاء الكسوة المصنوع من سبائك Ni60 أعلى، ولكن هناك المزيد من عيوب التشقق، في حين أن سبيكة Fe60 تتمتع بصلابة عالية في منطقة الترابط، وتوزيع صلابة إجمالي مسطح، رابطة معدنية جيدة، ولا توجد عيوب واضحة. بالمقارنة مع السبائك القائمة على النيكل، تتمتع مساحيق السبائك القائمة على الحديد بأداء شامل مثالي وهي أكثر ملاءمة لمعالجة أسطح الكسوة بالليزر للفولاذ 45. في وقت لاحق، يي شيانغبين وآخرون. أجرى مزيدًا من الأبحاث حول البنية المجهرية وخصائص طبقة الكسوة المصنوعة من سبائك Fe60. تتكون طبقة الكسوة المصنوعة من سبائك Fe60 ذات الممر الواحد بشكل أساسي من بلورات متساوية المحاور، والتشعبات الغنية بالنيكل، والكروم، والسيليكون، والبلورات العمودية. يحقق التحكم المناسب في عملية الكسوة بالليزر ذوبانًا وتصلبًا سريعًا لطبقة الكسوة، مما يشكل بنية غير متوازنة وشجرية شبه بلورية سهلة الانصهار، وتقوية المحلول الصلب لذرات Si وتقوية الحبوب الدقيقة للهيكل بعد العلاج بالليزر، مما يشكل بنية ناعمة وكثيفة. ، طبقة كسوة عالية الجودة تتأثر بالحرارة مما يحسن بشكل كبير من صلابة الطلاء.
حظيت جزيئات الطور الصلب التي تغطيها الليزر باهتمام واسع النطاق في السنوات الأخيرة. تشتمل جسيمات الطور الصلب على WC، وNbC، وTiC، وTaC، وVC. إن إضافة جزيئات WC لها تأثير إيجابي على تحسين الصلابة الدقيقة للمصفوفة الجديدة. ما وآخرون. تم استخدام تقنية الكسوة بالليزر لتحضير الطلاءات المركبة Ni60/WC، والتي تتميز بخصائص هيكل سهل الانصهار وصلابة عالية. ليو فنغ وآخرون. أجريت التجارب والاختبارات ووجدت أن تحسين أداء صلابة طبقة الكسوة يرجع إلى توزيع جزيئات الطور الصلب الخزفي بالتساوي في مصفوفة Ni60، وهناك عدد قليل من منتجات الواجهة بين طور التفاعل الخزفي والطور المعدني. لقد تم استخدام الطلاء المركب القائم على المعدن والمعزز بالطور الصلب على نطاق واسع على أسطح الأجزاء الميكانيكية المختلفة مع ظروف التآكل بسبب صلابته العالية وقدرة إجهاد البلاستيك المحددة.

ملخص شنومكس
بعد ما يقرب من نصف قرن من البحث، جمعت تكنولوجيا الكسوة بالليزر كمية كبيرة من البيانات التجريبية والنظريات الأساسية في مجال التصنيع المتطور. ومع ذلك، نظرًا لخصائص الآلات الزراعية وتعقيد أدوات عملها، فإن طرق تصنيعها وإصلاحها وتقويتها تتخلف عن مجال التصنيع المتطور. لذلك، بدأ البحث عن تقنية الكسوة بالليزر وتطبيقها في إصلاح وتقوية الآلات الزراعية في وقت متأخر. إنها في الأساس في مرحلة البحث الأولية لعملية إعداد مواد الطلاء وأداء الحماية من التآكل والتآكل. من أجل تحقيق تعزيز وتطبيق تكنولوجيا الكسوة بالليزر في مجال إصلاح وتقوية الآلات الزراعية، يمكن إجراء البحوث في الاتجاهات التالية في المستقبل:
(1) استيعاب نتائج البحوث المتراكمة لصناعة التصنيع المتطورة ودمجها مع ظروف الإنتاج الفعلية لإصلاح الآلات الزراعية وتعزيزها، وذلك لتغيير الوضع الحالي للمستوى المنخفض والتطور البطيء لتصميم وتصنيع الآلات الزراعية.
(2) تطوير مواد مركبة جديدة أو مواد رائدة مناسبة لإصلاح الآلات الزراعية وتعزيزها، مثل السيراميك المعدني، والأتربة النادرة، والسبائك غير المتبلورة، والسبائك متعددة العناصر ذات الإنتروبيا العالية، وما إلى ذلك. في المرحلة المبكرة، طور العلماء عددًا كبيرًا من أنظمة المواد، لكن الآلات الزراعية مقيدة بظروف العمل، ولا تستطيع أنظمة المواد الحالية تلبية احتياجات الإصلاح والتقوية. لذلك، يعد تصميم نظام مواد تكسية عالي الجودة مناسبًا لظروف العمل المختلفة هدفًا ملحًا استنادًا إلى نظام المواد الحالي وبالاشتراك مع خصائص الآلات الزراعية.
(3) التصميم الأمثل لمعلمات عملية الكسوة بالليزر. الكسوة بالليزر هي نتيجة التأثير المشترك لمعلمات العملية المتعددة. فقط من خلال اختيار مجموعة مناسبة من معلمات العملية يمكن الحصول على طلاء الكسوة بأفضل أداء. لقد كانت كيفية العثور على هذا المزيج الأمثل بسرعة وسهولة مشكلة صعبة أزعجت العاملين في المجال العلمي والتكنولوجي. ولذلك، فإن دراسة التصميم الأمثل لمعلمات العملية لها أهمية عملية مهمة للغاية. على الرغم من أنه لا تزال هناك بعض الصعوبات في تطبيق تكنولوجيا الكسوة بالليزر في إصلاح وتقوية الآلات الزراعية، فمن المعتقد أنه من خلال الجهود المشتركة للباحثين العلميين، في المستقبل القريب، يمكن أن تخرج تكنولوجيا الكسوة بالليزر من المختبر وتصبح يستخدم على نطاق واسع في مجال إصلاح وتقوية الآلات الزراعية، مما يوفر ضمانة قوية لعملية الميكنة الزراعية في بلدي.

جيمس ليو

جيمس ليو - كبير المهندسين، تصنيع المعادن بالليزر بتقنية الترسيب الموجه للطاقة (DED). يُعد السيد جيمس ليو خبيرًا بارزًا ورائدًا تقنيًا في مجال تصنيع المعادن بالليزر بتقنية الترسيب الموجه للطاقة (DED). يتخصص في البحث في آليات التفاعل بين الليزر عالي الطاقة والمواد المعدنية، ويكرس نفسه لتطوير هذه التقنية في تطبيقات التصنيع المتطورة. بصفته مخترعًا رئيسيًا، حصل السيد ليو على العديد من براءات الاختراع الوطنية المحورية. تغطي هذه البراءات جوانب أساسية من تقنية الترسيب الموجه للطاقة، بما في ذلك تصميم رأس الليزر، وعمليات تغذية المسحوق، ومراقبة حوض الصهر، وتخطيط مسار البناء. وهو مسؤول مسؤولية كبيرة...

اقرأ المزيد من المقالات بقلم جيمس ليو