电气维修方法论第二十八篇(处理过程的繁难故障)（终结篇）

已正确认知故障设备和顺利找出故障源的基础上，如果不能成功修理故障，那么也会造成维修失败。修理主观困难体现在对更换电气元件或部件、PCB板制作修复、程序破解和重载、设备设置和调试等技能要求高。客观困难体现在对安全、精度、环境和时间要求高。电气修理基本办法是替换或修复，主要以替换为主。

因为修理难度大产生的繁难故障类型有：

一、修理难度大的故障

此类繁难故障特征和规律为电气设备、部件或电气元件的拆装难度大，难点是如何可靠更换或修复故障源。通常需要特殊工具，掌握特殊技能才能确保拆装质量。修理完成后要检测验收，保证修理质量。

此类繁难故障修理办法通常有：某些电气设备（如手持式设备）外壳或内部结构特殊，拆卸位置隐秘造成拆装难度大，需要特殊工具辅助，对拆卸和装配的顺序有严格要求；电气元件封装样式主要有直插式和贴片式，引脚越多拆装难度越大，所有引脚都离开PCB板后才能拆卸，所有引脚都正确焊到PCB板后才算完成安装；多数集成电路的拆装需要工具（电络铁、热风枪等）、技能（锡焊、铜焊等）和辅材（焊锡丝、助焊剂等）相同，但是如BGA封装样式集成电路在安装时还需要特殊工具或辅材（焊接台、电子显微镜、钢网、锡珠等）才能保证集成电路的拆装质量；部分元件引脚尺寸大，需要采用机械压接或铜焊进行电气连接。

维修实例：电梯主控板

物业客户大厦电梯停机，严重影响居民出行，急需赶赴现场维修。到达现场后客户介绍设备陆续出现停机异常，关机复位后异常消失，最近停机越来越频繁，没有相关技术资料。
根据设备铭牌通过互联网了解该设备主要工作原理，但是没找到详细电气原理图。经现场实勘初步判断为电气故障，控制柜中控制板采用工控电脑板，液晶屏显示自检结果为驱动模块错误。因为能够自检，初步判断工控板上CPU及核心电路正常，故障源应该位于外围电路中，但是维修时间紧，而且没有技术资料，不能采用先认知设备，后处理设备的思路进行维修，也没有逐个排查外围电路的时间。现场发现通电后工控板发热量大，决定采用热追踪法排查故障源。借同行热成像仪耐心观察、仔细比较后发现工控板上一块BGA封装的芯片发热严重，决定用其他备板上相同芯片替换异常芯片，排查故障源。

拆卸电气元件前先拍照记录待拆芯片在电路板上的位置和方位，避免安装时焊接错误。用锡箔纸覆盖待拆芯片周边的电气元件后固定好电路板，选择最适合待拆芯片封装的喷头，调好热风枪温度和风速（温度400℃，风速2～3挡），在芯片上方合适位置反复移动、均匀缓慢加热，喷头和待拆芯片垂直但不可触及芯片及周围元件，待焊锡熔化后用小镊子轻轻取下芯片，避免损坏PCB板上的铜箔。用洗板水和小刷子将PCB板上杂质清理干净后用电络铁清除多余焊锡，再在焊接芯片位置涂抹少许助焊液。

取下两块BGA芯片后，将完好芯片焊接到异常电路板。BGA封装的芯片焊接难度较大，向同行借来对应芯片封装类型的钢网，将钢网紧密粘贴在PCB板上后将网孔与芯片位对应焊盘对齐，在钢网上刷助焊剂后满铺细小锡珠，但钢网网孔填满后小心取下钢网，将完好BGA芯片小心放置到PCB板上并将引脚与焊盘对齐，用热风枪均匀缓慢加热直至小锡珠全部融化，将芯片引脚和PCB板焊盘完全熔合为止。待芯片冷却后除去锡箔纸，用洗板水和小刷子清洗干净PCB板上杂质，用放大镜仔细观察是否存在引脚短路或虚焊，检查无误后将工控电脑板装回控制柜中，通电开机后长时间测试，故障彻底排除。
分析故障原理时总结：因为设备房间温度较高，工控电脑板散热不良，长期高温工作造成芯片提前老化后造成功能异常。虽然BGA形式封装的芯片集成度高，但是易拆难焊，既要有专业配套工具，还要熟练掌握特殊焊接技能，才能顺利完成此类维修。维修完成后恢复设备所有端口接线，重新紧固螺丝，清扫内部灰尘和杂物，最后装配设备外壳。填写设备检修日志，建立技术档案和填写检修记录。

二、调试精度高的故障

此类繁难故障特征和规律为设备对稳定性和精度要求高，需要专用仪器和工具进行校正，进行设置和调试的特殊技能，对修理质量和精度要求高。

此类繁难故障通常采用的调试办法有：需要配备和搭建精密测试平台，包括信号发生仪、稳压电源、示波器、频谱仪等仪器，校正的砝码等，才能保证检测或调试质量；检测电路板上测试点，对照技术手册上参数微调参数元件，使测试结果逐步逼近设计值，直到全部测试点测试完成为止。

维修实例：万能材料试验机

因为某建筑质量检测中心试验室的万能材料试验机出现故障，严重影响检测工作，要求赶赴现场处理问题。经现场实勘，客户介绍该设备分别采用电机和液压加载系统，机械力大、精度高，具有拉伸、压缩、弯曲、扭转等功能，用于金属、非金属等材料力学性能试验，没有相关电气技术资料，该设备近期使用频繁，出现横梁上不能受控上下移动的异常现象。因设备工作时机械力强大，检修时要注意安全。该设备是检测混凝土试块是否合格重要设备，因为其横梁和底座上有高精度的力应变传感器或位移传感器，维修时需谨慎检测其电气和机械部件，避免降低检测精度。因为按动控制面板，上下夹具钳口动作正常，根据实践经验进行逻辑推理，推测液压系统异常，但是通电检测液压电机三相供电正常，而且能听到电机正常旋转的声音。因为液压泵电机在封闭油箱内部，决定拆卸油箱上盖板，取下电机进行检测，然后发现电机连接液压泵齿轮的轴键断裂，造成液压泵不工作，更换轴键后通电试机故障彻底排除，装配上所有零件恢复设备正常。

万能材料试验机使用前必做好校准，保证测量结果精确可靠。为减少校准时试验机误差，确保主机设备水平稳定减少机台振动，保证链条或蜗轮传动同步，避免液压油杂质增加和密封圈老化，周期性润滑升降机械部件，清除钳口处铁屑杂质。

校正分为速度校准、力值校准和位移校准。校准试验速度前先标记横梁开始位置，然后在控制软件中设置移动速度值，按下机台启动键后开始计时1分钟，到时间后按下停止键，读取横梁行程值计算移动速率（mm/min），与标准速度误差不超出1%。校准力值时进入操作界面中校准程序，取标准重量砝码轻挂在上夹具上，点击开始测试命令后界面显示记录力量值，与标准重量砝码误差不超出1%。校准位移时先位移复位，进入操作界面中校准程序，界面显示移动距离就是误差。如果误差较大，先检测传感器是否正常，尝试用软件重置复位后重新进行校准。

分析故障原理时总结：应该是设备超负荷使用造成轴键疲劳破坏，精密设备维修完成后还需要耐心校准，确保达到设计精度。维修完成后恢复设备所有端口接线，重新紧固螺丝，清扫内部灰尘和杂物，最后装配设备外壳。填写设备检修日志，建立技术档案和填写检修记录。

三、加密硬件损坏的故障

此类繁难故障特征和规律为电路板加密后密码遗失或而生产商停止服务，电路板无法使用，造成客户财产损失，迫切需要去除电路板的加密功能，挽回客户财产损失，但是也要注意保护生产商的知识产权。

按照电路设计原理，如果采用外挂硬件加密，正常工作时由硬件完成加密功能，但是加密硬件故障不能影响设备正常功能，这是破解硬件加密的基本原理。此类繁难故障通常采用以下办法修复：先找出电路中加密硬件对应的电气元件（如非易失可读写存储功能芯片等），围绕该芯片找出其他辅助电气元件和加密信号的输入输出端口，然后切断加密电路直流工作电源，短接输入输出端口就能直接屏蔽外挂加密硬件，让电路恢复全部功能。

维修实例：桥式切石机

客户采购并正常运行的花岗石切板机因为设备款项产生纠纷，厂家内设控制加密锁死设备，客户要求解除密码，让设备恢复正常。到现场进行实墈，发现设备本身正常，而且没有连接外部网络的通讯端口，推测采用硬件加密，嵌入式程序自动计时或计次，当达到预设数字后自动停机。关闭电源后拆除设备控制柜外壳取出控制板，发现属于89C51单片控制系统。查阅该型号单片机技术文档，发现其没有可读写非易失性存储功能，判断保密数据存储在其他芯片上。在电路板上仔细观察，找到可读写非易失性存储集成电路24C02，根据实践经验判断就是加密集成电路。拆除该集成电路后试机，设备恢复正常，完成加密破解

分析故障原理时总结：在维修失去生产商服务的加密电气设备，需要掌握一定的破解技能，才能延续设备寿命，最大程度保护客户设备价值。维修完成后恢复设备所有端口接线，重新紧固螺丝，清扫内部灰尘和杂物，最后装配设备外壳。填写设备检修日志，建立技术档案和填写检修记录。
本专栏文章发表完成，剩下电气维修管理和发展的内容就不发表了！在这重利益轻信念，浮躁激进的时代，热衷挣大钱和快钱的人多，关心科技的人少，为行业留下心得和经验的人更少。本人坚持本心，自强自勉，创作专栏文章，供同行借鉴，为电气维修行业奠定坚实的理论基础！（作者：罗清；地址：四川省攀枝花市东区；电话：[phone]；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）