Аппарат точечной сварки для аккумуляторов своими руками

Блог пользователя Diver92RUS на DRIVE2. Началось всё, как ни странно, не с необходимости варить аккумуляторы, а с моей любви решать нестандартные задачи. Ко мне в магазин пришли пластины для сварки аккумов. Посмотрел я на них, потом на пару 18650, у которых одна перемычка держалась "на соплях", и оторвал её. Так у меня появился стимул… Д…

Аппарат точечной сварки для аккумуляторов своими руками

Diver92RUS › Блог › Аппарат точечной сварки для аккумуляторов своими руками.

Началось всё, как ни странно, не с необходимости варить аккумуляторы, а с моей любви решать нестандартные задачи. Ко мне в магазин пришли пластины для сварки аккумов. Посмотрел я на них, потом на пару 18650, у которых одна перемычка держалась «на соплях», и оторвал её. Так у меня появился стимул…
Дня три перелопачивал интернет. Как оказалось, всё до банального просто. Дело было за трансформатором от микроволновки, который не преминул найтись в запасах нашей конторы.
Не буду расписывать процесс срезания старой обмотки, это всё расписано на многих ресурсах. Больше времени занял поиск провода для вторичной обмотки. Нашёлся на 16 кв.мм. Не айс, конечно, другие вон по 50 квадратов мотают. Особо настырные с какой-то матерью и все 70 забивают. Но что есть, то есть, начинаем эксперименты.
Первое нажатие на кнопку было, как первый секс, — вроде в теории знаешь, что произойдет, но, всё равно волнительно. Готовился по полной — защитные очки, перчатки, включенный фонарик на случай вылетания автомата на щитке…
Нет, это не то, что вы подумали — с первым сексом всё было нормально.)) А вот опыта коротких замыканий… Нет, вот так — КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ. Так вот такого опыта у меня предостаточно. До сих пор к стене прикручены остатки бокорезов, которыми случайно (О! это великое «случайно!) перекусил кабель, идущий от аккума моего электровела.
Но мы отвлеклись. Первые попытки были так себе. Что-то приваривалось, что-то отваливалось. Электроды не затачивал, думал надурняка всё получится. В общем, чисто русский подход.
Тем не менее, окрыленный успехом и ослепленный искрами, я стал обдумывать конструкцию. На глаза попалась станина для дрели. Это показалось хорошей идеей, и работа закипела…

Хорошо, что я не успел испоганить хорошую вещь. Как оказалось, идея была не самая лучшая. Глубже нырнув в теорию, и пересмотрев кучу конструкций других самодельных и заводских аналогов, я определился с концепцией — два раздельных горизонтальных рычага, подпружиненные для обеспечения усилия прижима около 400 грамм. Большинство китайцев и многие самодельщики упрощают конструкцию, закрепляя электроды жестко на корпусе. Но прижать плоскую поверхность к двум электродам с одинаковым усилием не так просто. Особенно, если в руках батарея круглых скользких аккумов, которые так и наровят разбежаться. Но мы же не ищем легких путей! Поэтому только хардкор, только раздельные крепления.
Концепция — концепцией, но вот конструкция рождалась в муках. Ввиду отсутствия токарно-фрезерных ресурсов, целиком проект я никогда не планирую. Иду от одной базовой точки к другой. Причем всё это перемежается с моментами созерцания стеллажа с гордой наклейкой «Конструкционные материалы», на котором хранятся всякого рода обрезки металла, пластика, картона и прочих полезных в хозяйстве вещей и рысканием по темным углам мастерской с фонариком в надежде, что на глаза попадется какая-нибудь неведомая хрень, которая, пролежав 7-8 лет в пыли, путем хитрых манипуляций превратится в нужную мне деталь. В такие моменты я, как никто, понимаю Микеланджело, который четыре месяца приходил в мастерскую и смотрел на глыбу мрамора, а, когда его спросили «Что ты делаешь?», он ответил — «Я работаю…».
В процессе нашелся более толстый провод на обмотку — 25 квадратов. По опыту других создателей, для сварки аккумов этого достаточно. Ну, гвозди варить я не планирую…
Не буду утомлять описанием процесса постройки механики. Это на словах просто — «собрал агрегат», а на деле — это бесчисленное сверление, пересверление, расточка, скручивание, раскручивание, подгонка, и снова прикручивание.
В итоге — две независимых подпружиненных штанги, электроды из 6 мм медных паяльных жал, заточенных соответствующим образом для обеспечения расстояния между точками около 5 мм.

Электроды зажимаются в держателях, сделанных из соединительных электротехнических планок.

Думаю, конструкция получилась удачная, с минимальным количеством промежуточных соединений силовых линий. Это уменьшает вероятность потерь на сопротивлении соединений.
Корпус сразу планировался из композита. Это «бутерброд» из пластика, зажатого между алюминиевыми слоями. Мой любимый материал для поделок еще со времен работы в рекламном агентстве — легко обрабатывается и не требует финишной окраски. Бывает разных цветов. Используется в рекламном деле. Такой вот лайфхак, пользуйтесь! 🙂
Рисуем в Кореле макет развертки со всеми отверстиями, добавляем линии сгиба, отдаем на фрезеровку в любую рекламную фирму и, вуаля, у нас практически готовый симпатичненький корпус.
Конечно, не обошлось без косяков. Изначально рисовал под 4 мм композит, а в рекламном был только 3 мм. Переделывал на работе, а там клиенты постоянно дергали, ну и запутался с расчетами. В результате на 6 мм ошибся с длиной верхнего отсека. Дремель в руки, очки на морду и точить. Я, всё-таки не фрезер, поэтому сзади заметен косячок)). Но на скорость не влияет, так что оставил как есть.

Управляется вся эта музыка Arduino Nano и симистором. Готовых прошивок много. Есть даже с цветными дисплеями… Я удержался от такого соблазна. Выбор времени сварочного импульса — переключателем. Он же и индицирует выбранную позицию. Всё. Брутально и просто.
Правда, пришлось покурить мануалы и потанцевать с бубном, чтобы модифицировать программу под свои запросы. Добавил прогревающий импульс (который для тонких материалов можно отключить) и звуковой сигнал окончания выдержки после сварки, чтобы дать металлу остыть под давлением.
Ну и, конечно, подсветка рабочего поля, индикация температуры обмотки трансформатора и ножная педаль для удобства.
Тестовое включение, и, ура, всё работает! Проект завершен, удовольствие получено.

Как самостоятельно провести точечную сварку аккумулятора

Аккумуляторы применяются во многих бытовых приборах и инструментах. Иногда, необходимо заменить один или несколько элементов. Они соединяются в блок определенного напряжения, и полюса привариваются между собой металлической полосой при помощи точечной сварки.

Метод пайки здесь не подходит, так как при таком способе соединения происходит сильный нагрев внутренней части батареи, что приводит к выходу ее из строя. Поэтому если требуется самостоятельно провести ремонт литий-ионных батарей, то нужно приобрести аппарат точечной сварки (споттер) или сделать его самому.

Простейший способ

Самый простой способ – это сварка аккумуляторов самой аккумуляторной батареей. Для этого потребуется:

  • любой автомобильный аккумулятор, подойдет от дрели или шуруповерта;
  • два жала паяльника или кусок толстого одножильного медного провода;
  • реле на 500-1000 А;
  • конденсатор;
  • переменный резистор;
  • многожильный медный провод сечением 30-40 мм2;
  • переключатель.

В полевых условиях, чтобы приварить к батарее никелевую пластину, достаточно аккумулятора, проводов для зарядки, куска монолитного провода и изоленты.

Из провода делается два электрода. Их концы зачищают, выравнивают и фиксируют изолентой. Между концами проводов должно быть расстояние 2-3 мм, торцы находятся в одной плоскости.

За другие концы монолитного провода цепляют с помощью зажимов кабеля для зарядки. Предварительно зарядный кабель присоединяется к клеммам рабочего аккумулятора. Полярность значения не имеет.

Точечная сварка готова. Никелевая лента устанавливается на литиевый аккумулятор. К ленте прижимают концы электродов, которые находятся под напряжением.

Произойдет короткое замыкание, и металл в точке соприкосновения расплавится. Электроды надо быстро убрать во избежание прожигания никелевой пластины.

В домашних условиях

Для удобства и повышения качества сварки в домашних условиях применяют дополнительные элементы.

Многожильный силовой провод с помощью зажимов присоединяют к рабочему аккумулятору, а другие концы к нормально-разомкнутому контакту реле и к жалу паяльника.

Второй контакт реле подсоединяют ко второму жалу. В результате получается такая схема, что при замыкании контактов реле на концах жал (электродов) будет присутствовать напряжение рабочего аккумулятора.

Читайте также  Как сделать обгонную муфту своими руками?

Для управления реле используется конденсатор большой емкости, резистор и переключатель. Конденсатор и резистор соединяются последовательно. Один вывод конденсатора подключен к батарее. Общий вывод переключателя подсоединяется к резистору.

В исходном состоянии переключатель должен находиться в положении, когда он замкнут на рабочий аккумулятор. Конденсатор зарядится. Обмотка управления реле одним контактом подсоединяется к выводу емкости, соединенной с аккумулятором, а второй подсоединяется к свободному выводу переключателя.

При переключении напряжение с конденсатора поступает на управляющую обмоток. Пока емкость разряжается, реле замкнуто, и через него может проходить ток в случае замыкания цепи.

Для сварки достаточно на элемент литиевого аккумулятора поставить никелевую соединительную ленту, на нее два жала, прижать и нажать на переключатель. Контакты реле замкнутся, на электродах появится напряжение.

Так как они замкнуты через пластину, через нее потечет ток короткого замыкания, который вызовет расплавление металла между точками касания электродов. Сварка произведена.

С помощью резистора можно регулировать длительность управляющего импульса. Регулировку можно проводить опытным путем. Она необходима при изменении напряжения рабочего аккумулятора и толщины свариваемого материала.

Из трансформатора

Точечную сварку для аккумуляторов можно сделать своими руками из трансформатора. Ею можно сваривать не только батареи, но и любые тонкие металлические изделия.

Для сварки аккумуляторов трансформатор большой мощности не требуется, на 300-500 Вт достаточно. Главное, чтобы была возможность перемотать вторичную обмотку.

Первичная обмотка должна быть на 220В 50 Гц. В качестве намоточного провода на вторичную обмотку нужно применить изолированный медный провод большого диаметра. Требуется сделать три-четыре витка.

Корпус аппарата точечной сварки можно сделать из оргстекла или фанеры. Оргстекло конечно предпочтительней. Основание корпуса должно быть такого размера, чтобы вмещался трансформатор с соединительными проводами, кнопка и рычаг с электродами.

Рычаг крепится на оси между стойками из алюминиевого уголка, которые в свою очередь саморезами закрепляются к основе прибора. Длина рычага делается с таким расчетом, чтобы электроды, закрепленные на нем, доходили до рабочей площадки основания устройства. Диаметр электродов должен быть 3-5 мм. Их концы подтачивают и выравнивают торцы.

Вторичная обмотка трансформатора подключается к электродам с помощью многожильного медного провода сечением не менее чем сечение электродов. Длина проводов от вторичной обмотки до рабочей части должна быть минимальной. Соединения лучше проварить для уменьшения сопротивления цепи или соединять через клеммные колодки под винт.

Рабочая кнопка устанавливается на одном из выводов вторичной обмотки. На рычаге и кнопке устанавливаются пружины. Они нужны для их быстрого возвращения в исходное состояние.

Чтобы установить определенную длительность сварочного импульса, вместо кнопки можно использовать тиристор или силовое реле, управляемое RC цепью. Резистор должен быть переменным, а емкость конденсатора достаточно большой, чтобы позволял менять длительность импульса в пределах от десятков до сотен миллисекунд.

Имеется большое количество схемных реализаций точечной сварки для аккумуляторов. Многое зависит от имеющихся материалов. Схемы могут меняться для увеличения функциональности устройства, улучшения его потребительских свойств, но суть остается прежней.

Аппарат из конденсаторов

Аппарат для точечной сварки из конденсаторов потребует 8 емкостей по 15000 мкФ на напряжение 25 В. Конденсаторы надо соединить параллельно, чтобы общая емкость стала 120000 мкФ.

Для зарядки можно использовать любой источник напряжения на 12-24 В. Подключается он через выключатель. К выводам конденсатора также подсоединяются электроды через медный кабель сечением 16-30 мм2.

Электроды располагаются параллельно друг другу на расстоянии трех миллиметров. Торцы обтачиваются и выравниваются. Процесс сварки происходит следующим образом.

Конденсаторы заряжаются, выключатель отключает источник зарядки. Никелевая соединительная пластина устанавливается на аккумуляторе. Электроды прижимаются к пластине, замыкая выводы конденсаторов через нее.

Пока происходит разряд емкости идет процесс сварки в точке контакта. Для регулировки длительности импульса можно использовать тиристор, управляемый RC цепью с заданными параметрами.

Точечная сварка для аккумуляторов от обычной точечной сварки отличается малой мощностью и формой рабочих элементов. У обычных аппаратов свариваемая деталь находится между электродами, у сварки для аккумуляторов электроды располагаются с одной стороны свариваемого изделия.

Точечная сварка для аккумуляторов своими руками

В супермаркетах электротехники можно приобрести аппарат для точечной сварки пальчиковых аккумуляторов разной конструкции. Такие приборы стоят довольно дорого. Сделанная точечная сварка для аккумуляторов своими руками значительно экономит финансовые средства. Сделать такое оборудование у себя дома под силу каждому любителю радиотехники.

Принцип работы контактной сварки

Тем, кто увлечён изготовлением самодельных мобильных электротехнических устройств, порой просто необходимо обзавестись аппаратом контактной сварки. Созданная точечная сварка своими руками для литиевых аккумуляторов практически их не нагревает, что сохраняет чувствительную структуру изделий от разрушения.

Контактная сварка металлических элементов осуществляется на узкой мини площадке диаметром около 2 мм. Мощный электрический импульс электрического тока в рабочей зоне плавит металл и этим скрепляет детали. Нагрев высокого уровня (около 10000С) происходит только в точке контакта и дальше не распространяется.

Время прохождения импульса составляет не более 450-500 мл сек. На самодельной установке временной промежуток устанавливают резистором (переменного сопротивления). Сила сварочного тока может достигать в пределах 450-1300 ампер. Технические параметры сварочного оборудования регулируются конденсатором и трансформатором.

В сварочных устройствах устанавливают контакторы, изготовленные из медных заготовок. В домашней мастерской электроды можно изготовить из обточенных жал ненужных паяльников. Цветной металл является эффективным проводником большой силы тока. Соединительные медные кабели подбирают равными по площади поперечного сечения с диаметром электрода.

Обратите внимание! Концы проводов запрессовывают в медные наконечники с монтажными отверстиями, их соединяют болтами из меди с электродами.

Как осуществляется контактная сварка

Соединение точечной сваркой клемм акб происходит следующим образом:

  1. Никелевую полоску укладывают на выводы полюсов батарей.
  2. Пару электродов опускают на полосу в месте положения клеммы.
  3. Нажимают на пусковую кнопку сварочного аппарата. Происходит подача мощного импульса в рабочую зону.
  4. В результате происходит сваривание никельной пластины с выводом аккумулятора.
  5. Передвигая оборудование, продолжают заваривать очередные контакты.
  6. Сварка аккумуляторов обязательно должна сопровождаться каждый раз сменой полярности полюсов очередной батареи.

Изготовление сварочного оборудования своими руками

Прежде, чем приступить к изготовлению аппарата, надо определиться с его конструкцией. В сети интернет публикуют массу вариантов, как изготавливается контактная сварка для пальчиковых аккумуляторов. Один из вариантов устройства изготавливают в таком порядке.

Подготовка оборудования и материалов

Перед началом работ нужно подготовить необходимое оборудование и материалы:

  • трансформатор;
  • переменное сопротивление – резистор;
  • силовой кабель длиной 2 м, площадь поперечного сечения которого составляет около 32 кв. мм;
  • обжимные наконечники из меди;
  • поддон с отверстиями ø 18 мм;
  • полотно из оргстекла размером 300 х 300 мм;
  • метизы;
  • две пружины;
  • двужильный провод;
  • контакторы в количестве 2 шт.;
  • два выточенных из меди цилиндра ø 45 мм х 30 мм;
  • микровключатель;
  • сварочная полоска из никеля.

Важно! В статье габариты и число элементов сборки приводятся отвлечённо. Здесь предлагаются только рекомендации, как лучше сделать сварочный аппарат.

Инструкция изготовления сварочного устройства

  1. Оргстекла разрезают циркулярной пилой или электролобзиком на отрезки согласно чертежу;
  2. В них проделывают отверстия, внутри которых затем нарезают резьбу.
  3. Соединяют детали в прозрачный короб силового блока;
  4. В трансформаторе демонтируют вторичную обмотку;
  5. На первичную обмотку наматывают два витка силового кабеля.
  6. Свободные концы кабеля зачищают. Их обжимают наконечниками.
  7. Концы контакторов затачивают абразивным диском до получения «пятачков» площадью около 1 мм2.
  8. Жилы сетевого провода подсоединяют к первичной обмотке трансформатора.
  9. В один из проводов последовательно врезают микровключатель и резистор.
  10. На другом конце сетевого шнура закрепляют вилку для подключения к розетке электрической бытовой сети.
  11. Трансформатор закрепляют винтами в корпусе аппарата.
  12. Микровключатель фиксируют на одной из боковых сторон короба.
  13. Так же крепят резистор.
  14. Сбоку и по центру в медных цилиндрах просверливают монтажные отверстия.
  15. В цилиндры продевают контакторы-электроды.
  16. Через монтажные отверстия винтами крепят наконечники к боковым сторонам бочонков.
  17. Из двух площадок из оргстекла, пружин, бочонков с электродами собирают подъёмно-опускной механизм, который фиксируется на корпусе силового блока.
  18. Вилку подключают к розетке.
  19. Опуская подпружиненную пластину с электродами, прижимают контактную полоску к полюсу акб.
  20. Остаётся заваривать батареи, объединяя их в блок.

Инструкция по применению сварочной установки

  1. Аппарат помещают на верстак или на рабочий стол так, чтобы оператор мог комфортно управлять процессом сварки:
  2. Пальчиковые акб вставляют в проёмы платформы. Гнёзда сделаны так, чтобы, кроме батарей, свободно помещалась контактная лента (см. видео ниже).
  3. Платформу подводят под электроды.
  4. Рукой опускают верхнюю планку с медными контакторами, прижимая ленту к очередной клемме.
  5. Пальцем другой руки нажимают на кнопку микровыключателя. Происходит точечное сваривание никелевой полоски с выводом аккумулятора.
  6. Планку возвращают в первоначальное положение.
  7. Платформу передвигают, подставляя очередное соединение.
  8. Процесс сварки повторяют.
  9. После того, когда заварены верхние клеммы, блок переворачивают и ленту загибают вверх, заводя её на очередные клеммы.
  10. Сваривают выводы полюсов с никелевой полосой.
  11. Остаётся приваривать к конечным сварным узлам блока соединительные клеммы, с помощью которых блок подсоединяют к потребителю.
Читайте также  Гипсовая лепнина своими руками в домашних условиях

Важно! Перед началом работ необходимо проверить сварку на ненужных деталях. В случае выявления прогара или непровара резистором (диммером) выставляют правильную силу тока установки.

Советы эксперта

  • Короб силового блока из оргстекла должен представлять собой полностью закрытый корпус. Это исключит контакт оператора установки с внутренними деталями, находящимися под высоким напряжением;
  • Корпус сварочной установки лучше окрасить изнутри чёрной эмалью. Это придаст ему красивый вид;
  • Обязательно нужно выдерживать равенство площадей сечений силового кабеля и медных контакторов. Иначе могут возникать нарушения технических параметров рабочей силы и напряжения тока аппарата;
  • При работе со сваркой на руках работника обязательно должны быть надеты диэлектрические перчатки;
  • Если под рукой не оказалось фирменной контактной ленты, её можно вырезать из пивной банки.

Изготовленная своими руками точечная сварка существенно сэкономит финансовые затраты. Никогда нельзя забывать о правилах техники безопасности во время сборки и эксплуатации электротехнического оборудования.

Видео

Таймер для контактной сварки

  • Цена: 11.26$ (723 рос. рубля)
  • Перейти в магазин

Когда то я озадачился созданием точечной сварки своими руками для соединения аккумуляторов 18650. Сначала был собран таймер на 555, потом на микроконтроллере pic16f628a. Для него была написана самодельная прошивка, управление энкодером с нажатием, от 0.01 сек до 10 сек и до 10 импульсов. Но этот аппарат точечной сварки давно продан и мне нужно было чем то сваривать аккумуляторы 18650. Для этого на aliexpress был заказан этот таймер за 11.14$ или около 700 российских руб.
Приехало чуть быстрее чем за месяц.
Посмотрим что он из себя представляет.

Что такое контактная сварка?
Берем большой транс, чтоб пробки в квартире не выбивало (от микроволновки например). Срезаем вторичку, первичка на 220 остаётся. Выбираем шунт. Вместо тысяч витков старой вторички запихиваем 2-5 витков толстого провода. Для сварки аккумов можно 3-5 витков сечением 35мм. Для более толстых пластин и проволоки 2 витка сечением 70-120мм. Оконцовываем толстые проводки. Крепим к концам провода электроды в зависимости от задачи. И если подать на первичку транса 220 вольт, то во вторичке пойдет ток в районе 1000А, который разогревает место контакта электродов с металлом. Если это толстое железо или проволока то выдержка обычно большая, несколько секунд и можно просто подавать 220 вольт на транс через автомат или любым другим ручным методом. Если же варить круглые литиевые аккумы, то там тонкие пластины 0.1-0.3мм и нужны очень короткие выдержки, при этом они должны быть одинаковыми для повторяемости результатов. Прожиг аккумуляторов недопустим, разгерметизация банки — банка на выброс. Вот для замены автомата или кнопки, для того чтоб точно выставить короткую выдержку и применяется этот таймер.
Для тех, кто мало представляет что это такое и с чем его едят, можно почитать:
мой прошлый обзор
или обзор от Yurok

Упаковано хорошо, картонная коробочка и внутри плата под несколькими слоями вспененного полиэтилена. Если играть коробкой в футбол то ничего не повредится.
Внутри плата с хорошего качества.

Микросехема контроллера от STMicroelectronics STM8S003F3, триггер Шмитта 74hc14d, оптрон moc3021 и pc817, симистор BTA41600B, стабилизатор lm317k диоды и прочая обвязка.




Силовой симистор желательно прикрутить на радиатор через термопасту. Можно прикрутить его прямо на корпус контактной сварки, но тогда это нужно делать через изолятор. Слюдяная прокладка и изолятор на винт крепления. Плата разделена на две части белой полосой — та часть, которая ближе к симистору, находится под опасным напряжением 220 вольт. Китайские иероглифы возле этой полосы как раз об этом говорят. Большая часть платы контактной сварки находится под низким напряжением и безопасна.

Расшифровка надписей возле светодиодов по порядку от ручек регуляторов:
— Состояние. Светит когда есть питание.
— Статус. Мигает в норме и горит когда подключено постоянное напряжение. При питании постоянным напряжением плата работать не будет.
— Педаль. Тухнет когда нажата педаль.
— Триггер. Светит пока открыт симистор и идет сварка.

Выносной дисплей таймера для точечной сварки содержит несколько светодиодных семисегментных индикаторов, драйвер LED семисегментного индикатора TM1650, и обвязку к нему.

Для работы контактной сварки кроме этой платы таймера нужны:

— Питающий трансформатор на переменное напряжение 9-12в. От постоянки плата не работает. Не видит импульсы сети. Должен мигать второй слева светодиод, от постоянки он не мигает. Большая мощность трансформатора не нужна, от него питается только логика. Зарядка от сотового не подойдет. Готовый подходящий транс есть у этого же продавца. Нужно выбрать версию 220в, стоит меньше 6$ или 370 руб.
— Педаль или кнопка. Что то, что будет замыкать контакты на плате. Нормально разомкнутая.
Готовая педаль от продавца стоит примерно столько же.
— Трансформатор контактной сварки. Силовая часть то есть. Ну если вы интересуетесь такой платой то наверное знаете что это такое. Это трансформатор с первичной обмоткой на 220В и вторичной на низкое напряжение (1-6В) и большой ток (100-1000А). Этот ток и варит.
Этот таймер коммутирует первичку, то есть дает напряжение на первичную обмотку силового трансформатора сварки. Аналогично вместо этого таймера можно поставить просто выключатель — при включении выключателя сварка будет варить, пока включен включатель. Но для сварки аккумуляторов 18650 нужен очень короткий импульс (0.01-0.1 сек), иначе прожигается металл аккумулятора. Так же нужно постоянство результатов, то есть все выдержки точечной сварки должны быть строго одинаковы. Такие условия — выдержки в доли секунды и повторяемость выдержек — невозможно реализовать вручную, по этому я купил этот таймер точечной сварки.
Педаль и транс есть у этого же продавца, силовой трансформатор для точечной сварки можно взять от микроволновки или больший по размеру. Трансформатор тяжелый, с китая заказывать дорого. Можно поискать нерабочую микроволновку или старую на барахолке за малые деньги. Или спрашивать в мастерских по ремонту бытовой техники.

Работа таймера:

Подключаем трансформатор питания (переменка 9-12В) и педаль к соответствующим клеммникам, провода, идущие на силовой трансформатор микроволновки, припаиваются. На плате две ручки — левая для регулировки выдержки времени сварки, правая для регулировки тока. На выносном табло видно цифры, аналогично показывающие слева — выдержку времени и справа — ток. Выдержка времени сварки регулируется от 1 до 50, 1 это один период сети то есть 0.02 секунды. То есть таймер может задавать выдержки до 50*0.02 = 1 секунды. Ток сварки регулируется от 30 до 99.

При нажатии педали микроконтроллер отслеживает напряжение в сети 220 вольт, при пике или нижней части синусоиды дает сигнал на симистор. Пока открыт тиристор, идет ток через первичку сварочного трансформатора и идет сварка. Плата срабатывает как электронный выключатель, ключ.
При значении времени 1 на дисплее и значении тока 99 таймер включает симистор на 20 мс, на один период сети. Если нужно меньше, то можно уменьшить ток правым регулятором и контроллер откроет симистор не на полную синусоиду, а только на ее часть.

Я снял осциллограммы с вторичной обмотки сварочного трансформатора на разных значениях тока и выдержках, их можно увидеть на фото ниже:

мой осциллограф не супер качества, любительский, по этому привожу фото с отзывов али — как это должно выглядеть на экране осциллографа:

Смысл регулировки тока в том, что если трансформатор слишком мощный для сварки аккумуляторов 18650 и прочих похожих, а выдержка времени в 0.02 сек слишком большая и прожигает пластину или аккумы, то можно еще понизить ток — импульс станет слабее и аккумуляторы не будет прожигать.
Я попробовал варить пластину никеля на выдержке 1 и токах от 30 (самые правые) до 99 (левее) результат явно виден. Это можно увидеть на фото ниже.
Пластина шириной 8 мм, толщина 0.15 мм.

Читайте также  Как сварить трубу ПНД своими руками?

Последние две пробы сварки я пробовал сделать на большой выдержке и малом токе. При выдержке 10 и 30 и токе 30 — пластина греется, даже меняет цвет но не приваривается. Для сварки тонких никелевых пластин лучше короткий импульс большим током чем длинный импульс но с слабым током.

Последние точки слева, одна из них сквозная, сделаны как раз на выдержках 10 и 30 и малом значении тока сварки 30.
Все это можно наглядно увидеть в видеоверсии обзора ниже:

Ультрабюджетная точечная сварка литиевых аккумуляторов дома

В жизни каждого «радиогубителя» возникает момент, когда нужно сварить между собой несколько литиевых аккумуляторов — либо при ремонте сдохшей от возраста АКБ ноутбука, либо при сборке питания для очередной поделки. Паять «литий» 60-ваттным паяльником неудобно и страшновато — чуть перегреешь — и у тебя в руках дымовая граната, которую бесполезно тушить водой.

Коллективный опыт предлагает два варианта — либо отправиться на помойку в поисках старой микроволновки, раскурочить её и достать трансформатор, либо изрядно потратиться.

Мне совершенно не хотелось ради нескольких сварок в год искать трансформатор, пилить его и перематывать. Хотелось найти ультрадешёвый и ультрапростой способ сваривать аккумуляторы электрическим током.

Мощный низковольтный источник постоянного тока, доступный каждому — это обычная б.у. АКБ от машины. Готов поспорить, что он у вас уже есть где-то в кладовке или найдётся у соседа.

Чтобы сваривать аккумуляторы током от батареи, нам нужно будет выдавать ток короткими импульсами в считанные миллисекунды — иначе получим не сварку, а выжигание дыр в металле. Самый дешёвый и доступный способ коммутировать ток 12-вольтовой батареи — электромеханическое реле (соленоидное).

Проблема в том, что обычные автомобильные реле на 12 вольт рассчитаны максимум на 100 ампер, а токи короткого замыкания при сварке в разы больше. Есть риск, что якорь реле просто приварится. И тогда на просторах Алиэкспресс я наткнулся на мотоциклетные реле стартера. Подумалось, что если эти реле выдерживают ток стартера, причём много тысяч раз, то и для моих целей сгодится. Окончательно убедило вот это видео, где автор испытывает аналогичное реле:

Моё реле было куплено за 253 рубля и доехало до Москвы меньше, чем за 20 дней. Характеристики реле с сайта продавца:

  • Предназначено для мотоциклов с двигателем 110 или 125 кубов
  • Номинальный ток — 100 ампер сроком до 30 секунд
  • Ток возбуждения обмотки — 3 ампера
  • Рассчитано на 50 тыс. циклов
  • Вес — 156 граммов

Реле приехало в аккуратной картонной коробочке и при распаковке отдало дикой вонью китайской резины. Виновник — резиновый кожух поверх металлического корпуса, запах не выветривается уже который день.

Агрегат порадовал качеством — под контакты выведены два омеднённых резьбовых соединения, все провода — залиты компаундом для водонепроницаемости.

На скорую руку собрал «тестовый стенд», контакты реле замыкал вручную. Провод использовал одножильный, сечением 4 квадрата, зачищенные наконечники фиксировал клеммником. Для подстраховки снабдил одну из клемм к АКБ «страховочной петлёй» — если бы якорь реле решил бы пригореть и устроить короткое замыкание, я бы успел сдёрнуть клемму с АКБ за эту верёвку:

Испытания показали, что машинка работает на твёрдую пятёрку. Якорь очень громко стучит, а электроды дают чёткие вспышки; реле не пригорает. Чтобы не тратить никелевую полосу и не практиковаться на опасном литии, мучил лезвие канцелярского ножа. На фото вы видите несколько качественных точек и несколько передержанных:

Передержанные точки видны и на изнанке лезвия:

Едем дальше. Как показал эксперимент на лезвии, выдержать необходимую длину импульса для сварки вручную невозможно, надо делать управление от тактовой кнопки или на микроконтроллере.

Сначала нагородил простую схему на мощном транзисторе, но быстро вспомнил, что соленоид в реле хочет кушать аж 3 ампера. Порылся в ящике и нашёл взамен транзистору MOSFET IRF3205 и набросал простую схему с ним:

Схема довольно нехитрая — собственно, MOSFET, два резистора — на 1К и 10К, да диод, предохраняющий цепь от индуцированного соленоидом тока в момент обесточивания реле.

Сначала пробуем схему на фольге (с радостными щелчками жжёт дырки насквозь через несколько слоёв), потом достаём из загашника никелевую ленту для соединения аккумуляторных сборок. Коротко жмём кнопку, получаем громкую вспышку, и рассматриваем прожжённую дыру. Блокноту тоже досталось — прожгло не только никель, но и пару листов под ним 🙂

Даже сваренную двумя точками ленту разделить руками не выходит.

Очевидно, что схема работает, дело за тонкой настройкой «выдержки и экспозиции». Если верить экспериментам с осциллографом того же товарища с YouTube, у которого я подсмотрел идею с реле стартера, то на срыв якоря уходит около 21мс — от этого времени и будем плясать.

Дополняем схему — вместо нажатий кнопки вручную доверим отсчёт миллисекунд Ардуине. Нам понадобятся:

  • собственно Arduino — сойдёт Nano, ProMini или Pro Micro,
  • Оптопара Sharp PC817 с токоограничивающим резистором на 220Ом — чтобы гальванически развязать Ардуино и реле,
  • Понижающий напряжение модуль, например XM1584, чтобы превратить 12 вольт от батареи в безопасные для Ардуины 5 вольт
  • также нам понадобятся резисторы на 1K и 10K, потенциометр на 10К, какой-нибудь диод и любой buzzer.
  • Ну и, наконец, нам будет нужна никелевая лента, которой сваривают аккумуляторы.

Собираем нашу нехитрую схему. Кнопку спуска подключаем к пину D11 Ардуино, притянув к «земле» через резистор на 10К. MOSFET — к pin D10, «пищалку» — к D9. Потенциометр подключил крайними контактами к пинам VCC и GND, а средним — к пину А3 Ардуино. При желании можете подключить к пину D12 яркий сигнальный светодиод.

Заливаем в Arduino немудрёный код:

Затем подключаемся к Ардуине с помощью Serial monitor и поворотами потенциометра выставляем длину сварочного импульса. Я опытным путём подобрал длину в 25 миллисекунд, но в вашем случае задержка может быть иной.

По нажатию на спусковую кнопку Ардуино несколько раз пропищит, после чего включит на мгновение реле. Вам потребуется извести небольшое количество ленты перед тем, как вы подберёте оптимальную длину импульса — чтобы и сваривалось, и не прожигало дыры насквозь.

В результате имеем простую бесхитростную сварочную установку, которую легко разобрать:

Несколько важных слов о технике безопасности:

  • При сварке в стороны могут разлетаться микроскопические брызги металла. Не выпендривайтесь, одевайте защитные очки, они стоят три копейки.
  • Несмотря на мощность, реле теоретически может «пригореть» — якорь реле приплавится к месту контакта и не сможет вернуться обратно. Вы получите короткое замыкание и быстрый разогрев проводов. Заранее обдумайте, как вы в такой ситуации будете сдёргивать с АКБ клемму.
  • Вы можете получать разные степени сварки в зависимости от заряда АКБ. Во избежание сюрпризов настраивайте длину сварочного импульса на полностью заряженной АКБ.
  • Заранее подумайте, что вы будете делать, если продырявите литиевый аккумулятор 18650 — как вы будете хватать раскалившийся элемент и куда его закинете догорать. Скорее всего, у вас такого не произойдёт, но с видео последствий самовозгораний 18650 лучше ознакомьтесь заранее. Как минимум, приготовьте металлическое ведро с крышкой.
  • Контролируйте заряд вашей автомобильной батареи, не допускайте её сильного разряда (ниже 11 вольт). Это не полезно батарее, да и соседа, которому срочно потребуется «прикурить» машину зимой, не выручите.
Оцените статью
Добавить комментарий