金属零件或模具在使用过程中，表面常常会出现砂眼、划伤、损伤等局部的缺陷，这些缺陷虽然小，但会对整个设备的使用造成很大的影响，甚至造成报废。因此，对于金属设备表面小缺陷的修复再生使用，一直有很高的期望，但由于自身精度要求及恶劣的使用环境使模具修复难度比较大。金属设备修复后不仅必须保持原有设备的外形特征，而且对基体本身的结构不能影响太大。多功能金属表面强化冷机不仅可以修补这些缺陷，满足对金属设备维修的要求，并且可以对金属设备的表面进行强化，为金属设备表面缺陷的维修提供了一种实用的新方法和新工艺。

一  基本原理

    多功能金属表面强化冷补机就是利用正、负极尖端放电将电极材料以离子化的形态转移并扩散至工件表面，改变金属表面性质，并能进行堆焊及硬化被覆的金属表面。因为工作物件接至负极，输出头接至正极，故在堆焊机输出头与工作物件接触的瞬间，即产生尖端高频放电作用，使极棒产生熔融状态，极棒圆滑的高速旋转，并加以隋性气体(氩气)的屏蔽及保护作用(避免冶金转移的金属微粒与空气接触，产生氧化、碳化而影向堆焊品质)而将等离子化的金属微粒转移到工作物件表面的一种最新修补工艺。

由于冶金转移所产生的辉光及块端放电作用，使电极材料离子化成为高温、高湿的金属微粒在瞬间转移到工件表面时向下扩散及渗透(类似电击作用)形成坚固接合的扩散层，并与母材紧密结合在一起。

冶金转移的时间相比较放电时间间隔，约有10—100倍的比值差距，所以其产生的热量无法在工件内部囤积，故不会造成“高输入热量影向效应”，例如：热应力集中、热硬化、热变形、延晶龟裂、周围碳化、退火、砂孔或冷缩热胀的框线等不良问题的产生。

二 技术特点

1、容易操作，易于掌握。

2、可以对大型设备进行局部和现场不解体的修补。

3、修补后形成的扩散层，结合强度高。

4、在修补时，对基体热输入量小，不会形成硬化和热应力集中。

5、可以针对不同的场合选择不同材质的电极材料。

6、在修补前不需要预热、退火和其它前处理。

7、可以进行表面强化和修补两用。

8、与其他修补工艺比较，该技术具有结合强度高，不易变形等优点，具体见下表。

表1 多功能金属表面强化冷补机工艺与其它工艺的比较

三 适用范围

1、多种金属（钢、铁、铝、铜）零件表面缺损的现场修复。

2、模具刃口的缺角的修补及强化。

3、铝合金、铜铸件砂孔焊补。

4、铸铝模具、汽车引伸模、冲压模、压塑模等各种材质的模具的压伤、碰伤、划伤的修补和耐磨、耐蚀表面的强化。

5、大型油缸的刮伤、漏油的现场不解体修补。

6、TIG焊、电焊以及喷焊所造成的微量砂孔、结合处及裂纹的修补。

四  电源规格

1、主机规格： 型    号：TLB-Ⅴ

输    入：220V  50Hz。

输出功率：约3000W。

输出电压：0-180V。

放电频率：30-800 Hz。

外形尺寸：490mm×260mm×350mm

主机重量：46kg

2、主机各主要控制旋钮，开关及接头说明：

电压调节：输出头输出电压调整旋钮。

        调整输出电压的大小，输出电压越大则修补速度越快。

精细、快速调节：快速档主要用于铸件缺陷及金属表面沟槽的快速修补。精细档主要用于金属表面精细修补。

频率调节：输出头输出频率调整旋钮。

调整输出频率的大小，以配合操作者对于堆焊速度的快慢、结晶状态的粗细加以控制。

频率最大值：  约800 次／秒。

频率最小值：  约80次／秒。

正反转：改变输出头电极的转动方向。

转速调节：输出头转速的快慢的控制，根据实际需要调整输出的转速的快慢。

输出 +/-：输出头分别接工件和焊枪

—：阴极线的接头。

阴极线(俗称：接地线)的接头，为三脚插座式接头，使用时务必连接牢固，以免发生接触不良的情形发生；阴极线的末端为红铜片，须接至工作物件上，并且尽量接近工作部位，以使功率，做最大的发挥。

+：输出头的接头。

为七脚插座式接头，使用时务必连接牢固，以免接触不良的情形发生。

氩气：氩气出口的快速接头。

“氩气”(为隋性气体的一种)主要作为“屏蔽保护气体”，避免堆焊时堆焊层的表面产生氧化、氮化、碳化等不良的状况发生，而影向堆焊层的堆焊效果、结晶层的致密性等，使用时请随时注意有否泄漏的情形发生，氩气瓶的调节器旋钮，请调整至大约在5～7L／min之间，以确保堆焊品质。

冷却气：在焊枪上，冷却气管出口位于氩气管出口后边。在通入冷却气后，

起到对焊枪的快速冷却作用，注意冷却气管不能和氩气管接反。

五 操作规程

1.工件表面的前处理

最理想的状况为，先以“火焰喷灯”在工件欲处理部位做粗除油的工作，再以细油石(#400以上)、细锉刀、气动刻磨机、小型抛光机或细砂纸将欲处理部位祛除氧化层、疲劳层、碳化层及油脂，最后再以“丙酮”将欲处理部位的表面油脂、污垢再做一次彻底清洗动作。

2．设备检查

    A．在使用前，请先确认插座电源的电压是220V，以防造成不可弥补的伤害。

    B. 将输入电源线、阴极接线(插头的栓柱有方向性)、输出头接线(插头的栓柱有方向性)及氩气管接线与主机组合连接牢固。

    C.阴极接线之红铜板固定在工件上。

    D.选择适合的电极材料及外径，并且固定夹持在输出头的夹头上之中心线，不可有偏摆的现象。

E. 开启电源开关，并确认电源指示灯是否点亮？

    F.选择功率大小、调整频率大小、选择输出电压高低、调整输出头的转速及正、逆转的方向。

G.如果是在做堆焊处理，请开启“氩气开关”，并调节“氩气流量”在5～10L/min的位置。

H.将输出头前端的极棒轻轻地在工件表面以e字形滑动，接触时会产生火花，即是开始堆焊或硬面被覆的工作。

3．输出功率的调整

输出功率高低与堆焊速度、表面粗糙度及往下扩散层的关系如下，操作者可根据要求调整

     1）以堆焊处理的情况而言：

A. 输出功率调高，则堆焊速度快。

   输出功率调低，则堆焊速度慢。

B．输出功率调高，则表面粗糙度变粗。

   输出功率调低，则表面粗糙度变细。

C．输出功率调高，则往下扩散层较深。

   输出功率调低，则往下扩散层较浅。

    2)．以硬面被覆的情况而言：

A．输出功率调高，则堆焊速度快。

   输出功率调低，则堆焊速度慢。

B．输出功率调高，则表面粗糙度变粗。

输出功率调低，则表面粗糙度变细。

4．频率的调整

频率的调整以决定每秒钟内有多少次的功率输出(即所谓的Hz数)。(实际的放电次数与极棒的旋转次数有密切的关连)

1）以堆焊的情况而言：

    A.频率调高时，则堆焊速度较快。

      频率调低时，则堆焊速度较慢。

    B．频率调高时，则表面粗糙度变细。

       频率调低时，则表面粗糙度变粗。

2）以硬面被覆的情况而言：

    A．频率调高时，则堆焊速度较快。

       频率调低时，则堆焊速度较慢。

    B.频率调高时，则表面粗糙度变细。

      频率调低时，则表面粗糙度变粗。

5．极棒的尺寸(直径)的选择及其操作规程

1）极棒的尺寸(直径)较大时，其与工件表面的接触面积相对较大，因此单位面积所相对应的电流密度降低，被覆层或堆焊层的高点与低点相对应较为平整，也就是说山峰、山谷的落差比较小，其结果就是表面粗糙度变细。另外极棒的转速提高以及提高输出频率，也有使表面粗糙度变细的相同结果。

2）如果想要使表面粗糙度变细，可以采用下述的手段来达成：

A．极棒选用较大的尺寸(直径)、极棒的转速提高、输出频率提高，则表面粗糙度会变细。

    B．极棒选用较小的尺寸(直径)、极棒的转速降低、输出频率调降，则表面粗糙度会变粗。

3）极棒与工件表面最佳夹角的说明：

一般而言，极棒与工件表面的最佳操作夹角在30～60度的范围，最佳选择则是在45度角。

 4）极棒的旋转方向与堆焊特性的说明

  5）如果堆焊部位或极棒尖端发生碳黑色，就表示产生氧化、碳化和氮化的现象，将会造成接合不良、结晶层粗糙、致细不良、在显微放大下呈多孔性；此时必须以锉刀、砥石或砂纸磨除表层的碳黑层，使新鲜金属裸露后再开始操作，以确保堆焊层的质量。

  6）操作时极棒的尖端约3—6mm范围呈现红色或鲜红色，即表示堆焊效果良好，也是堆焊速度最佳的情况，但极棒过热时尖端处就呈现橙色的情况，容易产生氧化、碳化或氮化的现象，此时必须调低输出功率或频率。

使用安全守则

1. 请确认操作时是否稳当站立或座姿。当在高处操作本设备时，请确认下方无人。

2. 切不可用手触摸旋转部件，以免烫伤或受到电击。

3. 操作后若必须更换极棒时，请千万注意不要直接触摸极棒和工件或阴极线，因其之间可能存有0V—180V左右的电压及脉冲电流，同时触摸两瑞将有触电危险；或因其高热而烫伤皮肤。

4. 切勿在不安全的环境下工作，本设备所有部件应避免雨淋或被水弄湿，不要在潮湿的埸所使用本设备，也不要在储有可燃性液体或气体的埸所使用本设备，而且应做好工业安全防护动作。

5. 谨防触电，工作时应避免身体与地面上的金属外壳、电线(尤其是有裸露的电线)等接触。本设备的外壳要保持良好的绝缘状态。

6. 不要过份用力推压输出头，操作时只要让输出头极棒与工作物件的表面轻轻地接触，即可达到所要的操作情况。

7. 不要损坏引线。绝对不能用拉提电缆线的方式来移动输出头，也不得拉扯电缆线拔离插座的方式来断电源，本设备的所有电缆线应避油、避热、并避免与锐利的边缘接触。

8. 在户外使用本设备时，一定要采用户外专用的延长导线。

9． 随时保持工作埸所清洁明亮，杂乱肮脏或光线黑暗的工作埸所会引发事故。

10．勿让小孩靠近本设备，所有的旁观者都应站在安全距离以外，以免碰到本公司或其它引线，也不要分散操作者的注意力。

11．妥善保管，当本设备不用时，应放置在安全及干燥处。

12．工作衣着要合适，工作时请不要穿着宽松衣服、不要带手环手表手链等，并将长松部分束紧，以免这些物件或宽松部分被卷入输出头内，在户外操作时请带上绝缘防滑雨靴及橡胶手套。

13．工作时，请使用防紫外线安全眼镜，以保护操作者的眼睛。

14．更换极棒、零配件，维修保养或工具不使用时，切勿忘记拔掉插座，切断电源。

15．接通电源之前，应首先确认本设备上的主电源开关己关掉，以防意外起动。

16．输出头转动时，操作人员不得离开：输出头完全停止转动之前，操作人员不得离开工作位置。

17．不要滥用不合格的零配件，以免不合格、不合用的零配件损害机器本身的功能，甚至造成人员伤害。

简易故障排除

当输出头不转动或工作物件表面(即所谓的负极)接触时没有火花现象时，请依下述步骤检视本设备。

1．确定输入电源线是否接续良好?

2．若上述情况良好，则请检视10A的保险丝是否完好?

3．若保险丝情况良好，则请检查负极是否夹持在工件上，工件表面清洁良好并且能可导电  (工件表面是否有油漆，绝缘漆、氮化处理或其它不导电处理层)?

4．若无上述情形，则请检查“转速调整旋钮”是否位在最慢速的位置?(请调高转速)

5．若无上述情形，则请检查“阴极线”及“输出头”电缆线插头及插座是否接触良好?

6．若无上述情形，则请检查“输出头延伸部位”是否有塑胶烧焦的味道或现象出现?若有则是“输出头延伸部位”发生故障，应必须更换该部位的零配件。

7．若以上情况良好，无法检视出故障现象，则请与本公司联系。

※ 请特别注意，本机体内部变压器，经常处于高压中，取下外壳必须特别小心，操作完毕后必须等候10分钟以上方可拆卸外壳，否则有触电的危险。