镀铬层具有硬度高、耐磨性好、镀层孔隙率低、耐腐蚀性好等诸多优异性能，在工程机械、煤矿机械、石油机械等领域得到广泛应用。但由于铬镀层在大气中有很强的钝化性能，镀层本身脆性大、应力高，在使用过程中，经常会出现划伤、凹坑、崩伤，腐蚀、裂纹等缺陷，为后续的修复带来了很多困难和问题。因此，镀铬层表面损伤修复有一定难度。常见缺陷情况复杂、种类多样，现有的修复技术水平和修复效果参差不齐。
对于镀铬层局部腐蚀、缺陷的修复，首先是技术工艺的优选问题。在众多技术中筛选出能够修复镀铬层表面损伤，并能够满足工件尺寸恢复、力学性能和耐腐蚀性能的三重要求，是镀铬层修复的最基本条件；其次，修复工艺不能对基体产生强烈的过热影响；最后，所选工艺便于施工，能够快速、高质量地完成修复工作。经过我们多年的探索与实践，我们拟推荐类激光高能脉冲精密冷补修复技术修补镀铬层表面。
19.11.1 常见镀铬层表面的损伤及修复技术
常见镀铬层的缺陷有划痕、裂纹、凹坑、崩伤、腐蚀等，常见镀铬层修复技术如表19-54所示。
表19-54 常见镀铬层修复技术
序号 | 技术名称 | 技术特点 |
1 | 热喷涂 | 可喷涂高硬度、耐磨涂层，但温度高，热应力大，涂层脆性大，设备投资较大，修复成本较高 |
2 | 冷喷涂 | 基材温度低，热应力小，但只能喷涂低熔点的软金属涂层，硬度、耐磨系数不够，适用范围受限 |
3 | 堆焊技术 | 可堆焊高硬度、耐磨涂层，但温度高，热应力大，易变形 |
4 | 电刷镀技术 | 可现场不解体修复，刷镀后可以不用加工，但效率较低，前处理不够的话，会导致镀层脱落 |
5 | 粘接粘涂技术 | 现场不解体修复，时间快，费用低，但存在色差，不导电，不耐撞击，若表面没有特殊要求，也是一项可取的技术 |
6 | 激光熔覆技术 | 无法现场不解体修复，设备成本高，修复难度大 |
7 | 类激光高能脉冲精密冷补修复技术 | 具有能量集中、作用时间短、热影响区小、修复速度快等特点，其优异的焊补质量可与激光焊接相媲美，可同步实现对各种金属表面的修复与强化。 |
19.11.2类激光高能脉冲精密冷补技术
类激光高能脉冲精密冷补技术(简称冷焊修补技术)指修补效果类似于激光焊的一种新型金属零件表面修补技术。
1.类激光高能脉冲精密冷补技术原理
类激光高能脉冲精密冷补技术原理是采用断续的高能电脉冲，在电极和工件之间形成瞬时电弧,使修补材料和工件迅速熔结在一起，达到冶金结合。其中，每个瞬时电弧的产生都由起弧、维弧、熄弧3个过程组成，这个过程持续时间为几十毫秒，而两个电弧之间有几秒到十几秒的间隔时间。其工作过程和结构示意图如图19-243和图19-244所示。
图19-243类激光高能脉冲精密冷补技术工作过程程程示意图
图19-244 类激光高能脉冲精密冷补技术结构示意图
采用的高能脉冲能量集中、作用时间短，产生的瞬时电弧使得热影响区金属过热比较小，实现了失效表面的“冷补”修复，有效地避免了薄壁类零件在焊修时产生的形变。同时在修补过程中有氩气在电弧周围形成气体保护层，防止了空气对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响。利用该技术得到的修补层致密，结合强度高，修复成形好，其修复效果可与电子束焊、激光焊相媲美。
2.类激光高能脉冲精密冷补技术特点
1）具有较高的焊补精度
通过对输出电流、时间的精确控制，最小修复量达0.2mm。
2）具有较小的焊补冲击
采用脉冲电流，能量集中，作用时间短，可进行薄壁件的修补，焊补应力和焊后变形小，如图19-245所示。
图19-245冷补过程等温线显示
3）具有较小的热影响区
对基体热输入量小，基材性能无退化，无宏观热变形，如图19-246和图19-247所示。
图19-246冷补过程温度场测试
图19-247三维温度显示
4）具有较高的结合强度
基体与补材为冶金结合，适用各种加工方式，不会出现结合不牢固、脱落等现象。从图19-248可以看出基材和补材结合良好，焊点连续，无裂缝。
图19-248覆层截面金相图
5）具有较广的焊补材料
对焊补材料没有特殊的要求，普通氩弧焊焊条即可用作焊补材料。
6）具有简单的操作工艺
工艺简便，可实现手工操作及自动化控制，只需简单培训即可。
7）具有较宽的应用范围
可实现精密修复、磨损、裂纹及缺损焊补、特形表面修复、局部不解体现场修复。
3.类激光高能脉冲精密冷补技术应用范围
1）汽车机车等机动车辆
适用于汽车、机车等各类机动车的凸轮、曲轴、齿轮、传动轴、盘类、杆类等传动零部件修复，以及车体的表面焊道缺陷补平修正。
2）船舶工业
适用于军舰、大型拖船、舰船等船舶发动机缸体、曲轴、连杆轴颈的磨损、线性裂纹与沟痕等损伤，以及各类传动轴、齿轮等传动零部件的修复。
3）航空工业
适用于飞机高强度结构钢、沉淀硬化不锈钢的表面腐蚀、划伤、裂纹等表面失效与缺陷，以及飞机起落架、外板部件、发动机零件等修复。
4）机械加工
适用于加工制造过程中产生的加工超差及缺陷修补。
5）特形表面
适用于曲轴、凸轮轴、凹槽、内角等特形表面的修复。
6）模具
适用于各类模具划伤、磨损、局部凹陷、型腔点蚀等缺陷的修复。
7）铸造
适用于铸件或加工产生的砂眼、气孔等缺陷的修补。
8）油田
适用于钻井等大型装备磨损、腐蚀的现场修复。
9）矿业
适用于各种矿山机械设备、风机轴、压力机活塞柱、特别适用于煤矿液压支柱崩伤、腐蚀坑的修复。
10）镀铬层
适用于各种液压支柱、液压缸及各类镀层表面，如图19-249所示。
（a）镀铬层表面冷补修复
（b）镀铬层表面划伤状况
（c）镀铬层冷补修复完成
图19-249采用类激光高能脉冲精密冷补技术修补后的液压柱
4.类激光高能脉冲精密冷补技术主要设备和材料
类激光高能脉冲精密冷补技术设备主要由电源、自动送丝焊枪、普通焊枪、水冷式焊枪、各种焊丝、数控工作台、数控机床等组成，如图19-250所示。
图19-250 类激光高能脉冲精密冷补技术设备组成
5.类激光高能脉冲精密冷补技术修复工艺
1）焊修部位表面预处理
（1）机械打磨
采用机械打磨的方法（如角磨机、砂轮机、纱布打磨机、小型抛光机、细油石、细锉刀或细砂纸）去除位待修部的锈蚀层、疲劳层和氧化层，直至到露出新鲜的基体材料。
（2）渗透探伤
采用渗透剂检查裂纹。如发现裂纹，于工件表面做好标记，以便后续修补。
（3）修整
对待修部位及边缘进行修整，使待修部位由深到浅平滑过渡。下凹表面的曲率半径不得小于20mm。
（4）擦拭去油
用丙酮彻底清洗待修表面。
（5）干燥
用吹风机彻底吹干待修表面。
2）设备及修补材料准备
（1）冷焊机电源输入：220/50Hz 。
（2）氩气：高纯度氩气（99.99%）。
（3）冷补焊材料：特制焊丝（HIC），直径为Φ1.4mm，或使用不锈钢焊丝。
3）冷补焊设备的连接
首先确保在周围有电压220V、功率大于2kW的电源插座，然后将类激光高能脉冲精密冷补机电源平稳的放在平台上，接着依据以下步骤进行连接。
（1）将冷焊枪的接头连接到主机电源的标有“-”的插头上，确保连接可靠。
（2）将连接主机电源标有“+”插头的电缆连接到待修补工件上。
（3）将地线的接头连接到主机电源的标有“+”的插头上，确保连接可靠。
（4）将电极枪一端的氩气接头连接到主机电源的标有“氩气”的插头上，确保连接可靠,将氩气流量调整到5L/min。
（5）将氩气瓶一端的接头连接到后面板上的氩气插头上，确保连接可靠。
（6）检查后面的电源插座上的保险丝是否完好并正确安装，然后将220V的电源线插头一端连接在后面板的电源插座上，另一端插在220V的外接电源插座上。
4）冷补修复
完成设备连接后，调整好设备参数进行冷补修复。
5）修补前质量控制
（1）修补现场保持良好的通风，无尘环境。
（2）由专业人员操作。
（3）检查待修部位的氧化层、疲劳层、锈蚀层是否清除干净彻底，修形是否达到修补要求。
（4）检查焊材型号是否正确，表面是否进行处理。
（5）检查保护气体标识是否明确，压力是否合格。
6）修补过程中质量控制
（1）严格按照修补工艺参数进行修补，并且在修补过程中根据情况随时调整参数。
（2）修补过程中电极慢速均匀运动，要求焊点连续、致密。
（3）氩气保护充分，防止电极和焊层氧化。
7）修补后的表面修整
（1）在修补过程中，要求修补层高于母材基准面，可用于后续加工。
（2）要求加工一件与待修部位曲率半径相同的模板，通过打磨、研磨乃至抛光等方法处理修补部位，使修补后的表面曲率及表面光洁度与其他部位保持一致。
8）施工合格检验
（1）目测修补层表面，要求光滑平整，焊层均匀致密，与基材连接处光滑平整.
（2）采用渗透剂检测表面是否存在焊接缺陷。
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