本文在分析等离子束表面冶金技术的基础上，通过理论分析和运用AutoCAD，Solidworks等软件建立设备模型的方法，针对实验室用等离子束表面冶金试验设备特点开展了研制工作，并在此设备基础上进行了初步的等离子束表面冶金试验。根据等离子束表面冶金的技术要求选择了硅整流等离子电源。通过对等离子炬喷嘴以及等离子炬的气路和水路结构的详细分析与计算，研制了等离子束表面冶金实验设备中的关键部件——离子炬。研制了四轴联动旋转工作台，此工作台可以实现多工位和复杂形状表面的冶金强化处理，为等离子束表面冶金各种实验功能的实现提供了必要条件。开发了具有高抗干扰能力的多功能等离子束表面冶金实验设备的数控系统。采用了西门子S7200系列的CPU226，以CPU226为核心，构成了等离子束表面冶金实验设备的主控系统。在该设备上进行了等离子束表面冶金多道扫描搭接的工艺试验，利用同步送粉式等离子束表面冶金设备，在低碳钢表面进行了Fe-Cr-C-Si-B系混合合金粉末体系的等离子束表面冶金搭接扫描试验，表面冶金带搭接率为50％。对试样搭接处的组织及其性能进行了分析检测，发现搭接区晶粒呈菊花状，组织相对细小致密，硬度有所提高。试验结果证明，该实验设备完全可以实现等离子束表面冶金功能，达到了设备研制目的。