数字化转型：概念性名词浅谈（第五十一讲）
大家好，今天接着介绍数字化转型的概念性名词系列。
（1）氮化
氮化是通过将氮原子渗入金属材料表层的化学热处理工艺，主要分为硬氮化（渗氮）和软氮化（氮碳共渗）两大类。硬氮化在480-540℃的氨气环境下处理15-70小时，形成0.2-0.8mm的高硬度氮化层，适用于高载荷工件；软氮化采用560-570℃的氮碳共渗工艺，2-3小时即可形成0.01-0.02mm的薄层，适用于轻载零件。该工艺可使工件获得HV950-1200的表面硬度，提升耐磨性、耐疲劳性及抗腐蚀能力，广泛应用于模具、齿轮、曲轴等机械部件。
硬氮化（渗氮）在含氨气的炉气中，通过480-540℃的热处理持续15-70小时，使氮元素深度渗入工件表面形成均匀扩散层，硬化层厚度可达0.2-0.8mm。该工艺特别适用于38CrMoAlA等高合金钢制造的重型机械部件。
- 2.
软氮化（氮碳共渗）采用560-570℃的氮碳混合气体环境，处理时间缩短至2-3小时，可在铸铁及低合金钢表面形成0.01-0.02mm的化合物层，兼具耐磨性与抗咬合性能 。
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离子氮化通过辉光放电在350℃以上进行渗氮，可在不锈钢等难处理材料表面获得均匀氮化层，处理时间比气体渗氮缩短50%。
预处理阶段：工件需经喷砂或磷酸皮膜处理确保表面洁净度
升温控制：采用两段式加热，300℃以下每小时升温不超过80℃，避免工件变形
渗氮参数：
氨分解率控制在18-35%范围（硬氮化）或50-70%范围（软氮化）
气体流量按炉膛容积每立方米6-10升/分钟调节
（2）激光复合焊接系统
激光复合焊接系统是以光纤激光器为核心，融合电弧焊（如MIG）与激光焊技术优势的工业级焊接装备。其核心组件包含模块化龙门机器人、复合焊激光头及离线编程控制系统，可实现单面焊双面成形工艺，对15mm厚度钢板无坡口焊接时速度可达1m/min。该系统通过蓝光预热与红外激光复合技术（如波长450nm与1000nm组合），显著提升铜、铝等高反材料焊接效率，实验数据显示总能量利用率提升165.22%。截至2021年，典型设备工作行程已达800*500mm，广泛应用于轨道交通、工程机械制造等领域。
激光复合焊接系统通过同步输出激光束与电弧热源，克服单一热源技术局限。采用蓝光（450nm）预热可使铜材料表面温度升至800℃，将其对红外激光（1000nm）吸收率从5%提升至60%，实现深熔焊与热导焊协同效应。
连续光纤激光器提供8-16kW功率输出，通过气帘防护装置保持光学器件洁净。焊接过程中激光焦点与电弧间距控制在3-5mm，形成稳定熔池。
2016年工业测试显示，该系统在焊接15mm厚钢板时实现以下突破：
焊缝间隙容忍度0-1mm，较传统激光焊提升400%
热影响区宽度减少67%，无需背面清根处理
焊丝填充量降低45%，结构减重效果显著
2023年铜材焊接实验证明，蓝光-红外复合方案使总能量效率提升165.22%，红外激光能量波动标准差从0.215%降至0.014%。
针对铜材料焊接难题，2023年技术方案实现以下创新：
- 1.
采用2000W蓝光激光预热铜材表面至800℃
- 2.
同轴输出3000W红外激光进行深熔焊接
- 3.
数值模拟显示熔池对流稳定性提升82% 典型应用案例包括2.5×3.0×50mm铜线焊接，效率较传统工艺提升1.45倍。
本篇文章要介绍的就是这么多，我们下篇文章再见。