冷焊機原理是利用充電電容，以10－3～10–1秒的周期，10－6～10–5秒的超短時間放電。電極材料與工件接觸部位瞬間會被加熱到8000°C～10000°C，等離子化狀態的熔融金屬以冶金的方式過渡到工件的表層。

相比極短，機器有足夠的相對停止時間，熱量會通過工件基體擴散到外界。因此工件的被加工部位不會有熱量的聚集。雖然工件的升溫幾乎停留在室溫，可是由于瞬時熔化的原因，電極尖端的溫度可以達到10000°C左右。

利用冷焊機進行修補堆焊時，既然熱輸入低，為什么結合強度還很大呢？這是因為焊條瞬間產生金屬熔滴，過渡到與母材金屬的接觸部位，同時由于等離子電弧的高溫作用，表層深處形成像生了根一樣的強固的擴散層。呈現出高結合性，可直接進行銑、銼、磨等加工，不會脫落。