Как сделать держак для точечной сварки
Обновлено: 05.07.2024
Продолжаем тему контактной сварки. Решил попробовать ручку для электродов. Две медные полосы, две отдельные пружины на полосы, фиксированное расстояние между электродами, микрик для автоматической сработки в конце нажатия. В целом ручка годная, можно брать. Хотя, как всегда, есть варианты дешевле — хуже и дороже — лучше.
Я заказывал у другого продавца, на 5$ дороже, по этому информация о доставке наверное не актуальна.
В комплекте всех этих ручек идет два шестигранных ключа, 4 болта под внутренний шестигранник, шайбы и провод для разъема микрика. Не понятно, зачем идет 4 болта — вполне достаточно двух, может быть запасные, если один сорвется. Но вряд ли кто-то, кроме меня, будет снимать и ставить ручку по 10 раз за день.
Корпус ручки видимо фрезерован из какого то пластика, на странице этого продавца (видимо производитель) есть интересное видео создания более дорогой ручки.
Корпус состоит из двух половин, в нем фрезерованы пазы под пружины, провода, микрик и т. д.
Внутри есть один микрик — он срабатывает при нажатии ручки до конца. В комплекте идет провод, с 2-контактным разъемом 3.5мм, длина провода 1 метр. Время срабатывания микрика не регулируется, но можно регулировать жесткость пружин, тогда микрик будет срабатывать на разном давлении на ленту.
Две пружины лежат в пазах, их поджимают две квадратные гайки. Для регулировки в комплекте идет шестигранный ключ, регулировка возможна даже когда ручка установлена для сварки. Винты немного мешают, но регулировать можно.
Интересно, что некоторые мелкие гайки и винты сделаны с нержавейки. Гайки крепления электродов, винты и гайки, скрепляющие половинки, винты с гайкой, для поджатия пружин магнитятся очень слабо.
Этим же шестигранником разбирается крепление электродов. Мне понравилась эта версия ручки потому, что я могу ставить электроды от 1мм до 4мм, Держатель электродов — просто две медные пластины, скрученные вместе и прикрученные к основным токонесущим полосам.Просто отверстия насквозь, болты и гайки. В меди нет резьбы — можно просто поменять гайки с винтами, если что. Между этими пластинами фрезерованы отверстия 1мм и 3мм, в комплекте стоят электроды 1.5мм и я ставил 3.5мм без проблем.
Сами основные пластины 4мм Х 15мм, то есть сечение 60мм, я думаю этого вполне достаточно для сварки аккумов. Вверху пластин отверстия D8, то есть соединение с сваркой надежное. Никаких винтов сбоку, как в ручке ZBU (ее обзор). Но Геннадий тоже перешел на нормальное болтовое крепление на новых версиях.
В общем пластины ходят внутри пластиковой ручки, жесткость пружин можно менять, микрик срабатывает по одной пластине. При большом желании можно поставить и второй микрик, подсоединить их последовательно. Но я думаю, что если ставить ручку не косо, то будет работать и с одним. Но в более дорогой ручке стоит два микрика.
И в дорогой версии ручки для сварки есть светодиод, который светит в место сварки. В плате таймера на педаль/микрик идет 5 в, в эту ручку тоже можно встроить светодиод, запитать его от микрика и рассчитать на 5В, я думаю что будет работать.
В общем я попробовал варить.
Была проблема, что у меня провода выходили параллельно и мне не было удобно подключать эту ручку. У меня наконечники проводов выглядели I I а на ручке — -- и мне пришлось загнуть наконечники буквой Г. Тогда все подсоединилось. Но, опять же, я не смог использовать гайки, которые шли в комплекте, по этому я ставил мои гайки барашками. Болты под шестигранник как раз в тему, обычны болты с большой шляпкой мешали бы разъему. И так разъем встает вплотную. Ну и маленькие головки болтов позволяют регулировать жесткость пружин.
Пробовал варить стандартными электродами, сразу прожег дырку в ленте — слабый прижим. Это есть в видео на 10.40 Потом отрегулировал-прижал пружины и стало варить нормально. Электроды немного липнут. Поменял один электрод на кусок провода ВВГ2.5 — ничего не поменялось, так что похоже стандартные электроды это просто куски меди.
Дальше я взял медную моножилу, зажал ее в дремель и довел до заточки карандаша на шкурке.
Получилось два электрода диаметром 3.5мм. Они варили и сильно прилипали, пока я не затупил наконечник электрода, тогда они перестали прилипать.
Минутное видео сварки разными электродами.
Для тех, кому лень читать, все это и еще кое что есть в видео:
Чертеж, размеры, внутрянка
Простой аппарат для точечной сварки
Работа устройства очень проста. При нажатии на кнопку, которая установлена на сварочной вилке, происходит зарядка конденсаторов до 30 В. После этого на сварочной вилке появляется потенциал, так как конденсаторы подключены параллельно вилке. Для того чтобы сварить металлы соединяем их и прижимаем вилкой. При замыкании контактов происходит короткое замыкание, в результате чего проскакивают искры и металлы свариваются между собой.
Сборка аппарата для сварки
Припаиваем конденсаторы между собой.
Делаем сварочную вилку. Для этого берем два отрезка толстой медной проволоки. И припаиваем к проводам, изолируем места пайки изолентой.
Корпусом вилки будет служить алюминиевая трубка с пластиковой заглушкой, через которую будут торчать сварочные вывода. Чтобы вывода не проваливались, сажаем их на клей.
То есть к сварочной вилке идут четыре провода: два для сварочных электродов и два для кнопки.
Собираем устройство, припаиваем вилку и кнопку.
Измеряем напряжение на конденсаторах. Оно примерно равно 30 В, что вполне приемлемо.
Пробуем сваривать металлы. В принципе терпимо, учитывая то что я взял не совсем новые конденсаторы. Лента держится довольно неплохо.
Первое, что бросается в глаза, так это большее число конденсаторов, что существенно повышает мощность всего аппарата.
Далее, вместо кнопки – резистор сопротивлением 10-100 Ом. Я решил, что хватит с кнопкой баловаться – все заряжается само через 1-2 секунды. Плюс ко всему кнопка не залипает. Ведь ток мгновенного заряда также порядочный.
И третье это дроссель в цепи вилки, состоящий из 30-100 витков толстой проволоки на ферритовом сердечнике. Благодаря этому дросселю будет увеличено мгновенное время сварки, что повысит её качество, и будет продлена жизнь конденсаторов.
Конденсаторы, эксплуатирующийся в таком аппарате контактной сварки обречены на ранний выход из строя, так как такие перегрузки им не желательны. Но их с лихвой хватит на несколько сотен сварочных соединений.
Сморите видео сборки и испытаний
Таймер для контактной сварки
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.
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:
В общем плата контактной сварки мне понравилась, есть 50 настроек времени от 0.02 сек до 1 сек и при этом еще 70 градаций тока. Контроллер платы отслеживает периоды сети и включает таймер в период максимума или минимума синусоиды, что гарантирует одинаковые результаты сварки и отличную повторяемость сварки аккумуляторов 18650.
Рекомендую этот таймер для создания точечной сварки из микроволновки своими руками.
Если же необходим более мощный сварочник, споттер для сварки машин то у продавца есть этот же таймер с более мощным симистором на 100А, это будет дешевле, чем покупать отдельно симистор на 100А и плату.
Простой аппарат для контактной сварки
Это инструкция (руководство) о том, как сделать из испорченной микроволновой печи дешёвый удобный и портативный аппарат для точечной сварки металла.
Пожалуйста, обратите внимание на то, что это опасно, об этом свидетельствует надпись изображённая на трансформаторе: «ОПАСНО, ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ», примите все возможные меры предосторожности, выполняя следующие инструкции:
Материалы
Мизерная стоимость этой точечной сварки может быть вообще уменьшена до нуля, если вы найдёте следующие комплектующие, не прибегая к покупке:
1. Очень старая микроволновая печь – можно найти на свалке.
2. Деревянная доска.
3. Т-образные кронштейны.
4. Винты.
5. Кабель диаметром 1см с твердым сердечником, подойдёт и многожильный, но убедитесь, что каждая нить имеет диаметр минимум 1 мм.
6. Прочие деревообрабатывающие инструменты и электрические соединители.
7. 3-х контактные разъёмы (по желанию).
8. Металлическая перемычка для крепления длинной минимум 15см (по желанию).
9. Разъём от блока питания ПК (по желанию).
10. Клеммник (внутренний диаметр 1 см).
Вынимаем трансформатор из микроволновки
Этот шаг описывает как достать трансформатор из микроволновой печи
1. Разберите микроволновую печь, не касаясь никаких элементов на печатных платах.
2. Найдите высоковольтный конденсатор, он должен быть прикреплён к конденсатору и выглядеть как магазин от пистолета с 2 проводами, выходящими из одного конца.
3. Выполните короткое замыкание конденсатора при помощи отвёртки. ВНИМАНИЕ: СМОТРЕТЬ НА ЭТО НЕ НУЖНО, ИСКРА ОЧЕНЬ ЯРКАЯ, МОЖЕТЕ ПОВРЕДИТЬ ЗРЕНИЕ.
4. Снимите трансформатор.
Строение аппарата контактной сварки
Вся эта конструкция изготовлена из одной деревянной доски и единственная модификация, которую в неё необходимо внести состоит в разрезании доски до определённой длины, таким образом, чтобы все части имели одинаковую высоту.
Как видно из рисунка, две средние части образуют основание, на которое крепится трансформатор, между ними находится разъем питания блока питания.
На передней панели расположены две длинные части, соединенные T-образными кронштейнами (не затягивайте верхние винты, это должно быть гибкое соединение).
На переднем конце не хватает двух электродов, прикрепите их внизу длинной детали, длинную деталь прикрепите к короткой для дополнительной стабильности и поддержки.
Электроды
Любой, кто имеет опыт в сварке, знает, что при экстремальных температурах электроды расплавляются очень быстро, я ломал голову над решением этой проблемы и понял, что заземляющий штырь 3-контактных штепселей можно использовать в качестве электродов, они широко доступны и стоят копейки, а затем разработал способ прикрепления их к сварочному оборудованию и стратегию по замене (чтобы их можно было заменить так же легко, как сверло у дрели). Ниже приведен пример создания собственных электродов для этого агрегата:
1. Разделите 2 3х-контактных штепселя и извлеките штыри заземления (самый длинный штифт).
2. Разделите две части клеммной колодки и соберите металлические детали.
3. Закрутите штифт заземления в кусок медного лома и поместите его в металлический штифт клеммной колодки, затяните металлический штифт до упора.
4. Вкрутите металлический штифт клеммной колодки в деревянную доску со свободным концом, направленным к трансформатору, они будут прикреплены к концам кабеля диаметром 1 см.
Электрические модификации аппарата
Секрет успешной точечной сварки заключается в контроле за прохождением большого количества тока через точку сварки и выработке необходимой температуры, чего довольно трудно добиться из-за сопротивления материалов.
Однако вторичная обмотка микроволнового трансформатора имеет противоположное предназначение, она способствует значительному увеличению напряжения электросети за счет уменьшения тока, поэтому его необходимо модифицировать, если вы хотите, чтобы работал сварочный аппарат. Как это сделать описано ниже:
1. Снимите вторичную обмотку микроволнового трансформатора (это обмотка, которая не подключена к сети, имеет провод меньшего диаметра и больше извилин), для этого я использовал угловую шлифовальную машину с отсекающим лезвием, чтобы разрезать через весь кусок. Хоть первичные обмотки и не могут быть повреждены при точечной сварке, я бы советовал соблюдать осторожность.
2. Используя кабель диаметром 1 см, сделайте как можно больше петель через пространство, где раньше были вторичные обмотки (в моем случае это 3), затем удлините остальную часть кабеля до передней части, на которой находятся электроды, и присоедините их, предварительно завинтив готовый трансформатор на опорную плиту конструкционного каркаса.
3. Некоторые из вас могут заметить разъем питания PSU под трансформатором, я взял его из испорченного блока питания компьютера.
Другие детали
Обратите внимание на то, как я усилил конструкцию, закрепив среднюю доску металлической перемычкой. Трансформатор от микроволновки невероятно тяжёлый.
Провода коричневого и синего цвета, которые прикреплены к первичной катушке, подключены к разъему питания, упомянутому выше.
Можно сделать еще некоторые улучшения: полностью закрыть трансформатор (создать внешнюю защитного кожуха) и добавить внутрь систему охлаждения для обеспечения безопасности и продления время эксплуатации, так как он нагревается во время использования, однако я предпочитаю суровый вариант, как сейчас.
Original article in English
Аппарат точечной сварки своими руками
Многие просили меня поделиться информацией по этому полезному устройству. С удовольствием делюсь.
Хотел бы предупредить, что любые действия, которые вы делаете, при сборке данного устройства, Вы делаете на свой страх и риск. Автор не несет ответственно за любые действия или последствия сборки и использования данного устройства. Помните, что высокое напряжение опасно для вашего здоровья. Обеспечьте максимальную безопасность при сборке и эксплуатации этого устройства.
Продолжим.
Сразу скажу, что мой вариант сделан на скорую руку и очень топорно. Я и сам пока не определился, как же мне окончательно облагородить. Но это вполне рабочий вариант, с помощью которого я уже собрал 5 АКБ.
Для его изготовления понадобится:
1. Трансформатор от микроволновки мощностью 700 Вт минимум. Лучше от 1000 Вт микроволновки.
2. Провод сечением не менее 25 мм2. Я взял 32 мм2. — 1 метр. Вообще, чем короче по длине получится провод, тем меньше потерь будет.
3. Клеммники — 2 шт. Это по желанию. Можно и без них, если хорошо облудить концевики.
4. Кнопка. Рекомендую от той же микроволновки. Она выдерживает нагрузки и не горит.
5. Клеммники для питающего провода, чтобы аккуратно прицепиться к первичной обмотке.
6. Жала от 100 Вт. паяльника медные — 2 шт. для сварочных контактов.
Из инструмента:
1. Ножовка, стамеска для опиливания или вырубывания вторичной обмотки.
2. Паяльник 100 Вт, чтобы пропаять концы или припой и газовая горелка, для тех же целей.
Первым этапом нужно избавиться от вторичной обмотки. Ее отпиливаем и выбиваем. Можно конечно распилить по линии сварки корпус трансформатора, вынуть целиком вторичку и потом склеить эпоксидкой корпус, но после этого, говорят, корпус будет издавать треск.
Напомню, в стандартном трансформаторе от микроволновки первичная обмотка идет внизу, а вторичная вверху. Между ними есть шунты. Их нужно оставить.
При демонтаже вторичной обмотки не повредите первичную.
Теперь просовываем наш толстый провод на место вторичной обмотки, чтобы получилось 1-2 витка. Больше и не нужно. Т.к. чем больше витков, тем больше напряжение. А повышать его смысла нету.
После этого выравниваем концы отходящие от трансформатора нашей новой вторичной обмотки. Важно, чтобы они были одинаковой длины.
Лудим, пропаиваем концы провода и одеваем клеммники на концы нашего толстого провода.
Теперь обжимаем клеммники на проводах, которые будут питать первичную обмотку. Т.е. тот провод, который будет вставляться в обычную розетку.
На одном из проводов в разрыв ставите кнопку от микроволновки. Ставить ее лучше в месте, до которого удобно дотянуться.
А дальше уже идет полет фантазии, как сделать контактную группу, которая и будет у нас сваривать.
Я у знакомого взял контактные группы от 200 или 300 А предохранителей. Они медные и медь хорошая. Раздобыть можно в старых электрощитах.
Переделал их под держатели контактных электродов. Получилось не плохо. Контакт получается надежный. Не греется.
Всю конструкцию разместил на доске, толщиной 50. Что под руку подвернулось.
Замеры показали напряжение холостого хода 1,5 В. В режиме короткого замыкания 1,2 кажется.
К сожалению мои токовые клещи рассчитаны на ток до 400А, поэтому использовал расчетную методику.
По расчетам, ток в рабочем режиме должен быть в районе 1000-1200А.
Рекомендации по сварке. Контакты нужно прижимать плотно, чтобы не было зазора между привариваемой пластиной и корпусом батареи. В противном случае, пластину может прожечь, а также корпус батареи. Сильно давить тоже не стоит, т.к. тогда будет просто нагрев.
Контакты специально сведены к центру, чтобы расстояние между точками сварки было не больше 5 мм. На картинке они закорочены, т.к. находятся ниже высоты стандартной батареи 18650.
Читайте также: