Пластины для точечной сварки
Обновлено: 17.05.2024
Задача надёжного сваривания аккумуляторв порой стоит очень остро, если имеешь дело с Li-Ion изделиями. Многие просто спаивают банки паяльником, наплевав на все рекомендации и запреты. Но это не от хорошей жизни. Если посмотреть на готовоые изделия - то на всех них можно увидеть следы от аппаратов точечной сварки. Именно так и следует производить соединение банок аккумуляторов. Подобная техника не относится к числу дешевых. Отчасти из-за того, что полноценный точечный сварчник довольно массивен и сложен в изготовлении. Там только расход меди в килограммах впечатляет.
Но есть и альтернативный метод проведения подобного рода сварочных работ. Если конкретно говорить о сварке аккумуляторв, то как мне показалось, тут не требуются какие-то сверх мощности. Я опишу свою попытку создания такого аппарата. Она не претендуют не на оригинальность, и не претендует на золотую медаль за схему и констркутив. И тем не менее - эта куча железа открывает возможность делать точечные соединия при помощи сварки.
Если мне не изменяет память, то в журнале Радио за Июль 2009г была опубликована статья по намагничиванию инструмента ("Устройство для намагничивания монтажного инструмента."). Именно эта схема и подтолкнула меня опробовать-таки метод точечной сварки, который описан в этом устройстве. Устройство предназначено для намагничивания, но писалось о возможностях точечной сварки, но при этом ничего конкретного не приводилось. Т.е. чтобы понять что нужно, и на что устройство способно - его надо было собрать. Что я и попытался сделать.
Начал я со щупов, которыми непосредственно приходится работать при сварке. Я из медной шины толщиной 10 мм изготовил "карандаши" и припаял к ним провод, сечением 16 квадратных милиметров.
Затем всё это облагородил термоусадкой.
Вот незамысловая схема.
Её сердце - конденсатор, и тиристор Т123-250-4 (можно мощнее).
Питается всё от латра. Можно питать хоть от чего, главное, чтобы была возможность регулировать напряжение заряда конденсаторов.
Вот как это хозяйство выглядит.
конденсаторы следует спаять медными полосками или толстыми медными проводами. Я ещё допаял 4-е плёночных конденсатора К73-17 на 63 вольта для дополнительного шунтирования основных конденсаторов. Сделано это было по большей части на удачу. Это попыка уменьшить ударную наргузку на вывода основных конденсаторов. Скажу сразу забегая вперёд: ёмкости основного конденсатора - мало не бывает. Я набрал 80 000 мкф. Но есть разработки, где ставят 600 000 мкф. Я решил проверить именно эту ёмкость - насколько она пригодна или нет для работы.
Тренировался на севших батарейках Duracell. Кстати на них уже видны следы заводской сварки.
В качестве материала я выбрал не самое лучшее что можно было найти:
Толщина - примерно 0.28 мм. Это довольно много для такого рода сварочного аппарата.
Я решил что будет перспективней приваривать не одну полоску, а две полоски, которые просто очень рядом идут. Я думал, что путь сварочного тока в этом случае станет иным, и это будет более благотворно влиять на процесс. Собственно так и получилось.
Вот мой первый "блин". Видно, что в одной из точек сварки - я перебрал с напряжением и металл там просто расплескало по сторонам.
А вот. я пытаюсь заглянуть под плюсовой "навар" (видны "стаканчики" из металла)
А это оторваная минусовая пластина забрала с собой привареный металл, что свидетельствует об удовлетворительном соединении.
Я планирую ещё раза в три нарастить емкость основного конденсатора и поучиться поработать с разными пластинками. Чувствуется что не хватает опыта работы. Но что-то получается. Нужно никелевую ленту в идеале, но пока не удаётся её приобрести. Если у кого есть намётки где её купить - буду рад их услышать. Варить что есть под рукой (а не то что надо) - это не очень хорошая затея, но пока другого мне видимо не светит.
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.
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.
дождаться морозов. Подойдите к бедолаге, у которого не заводится машина — он скоро побежит за новым свежим аккумулятором в магазин, а старый отдаст вам просто так. На морозе старая свинцовая АКБ может и плохо работает, но после заряда дома в тепле выйдет на полную ёмкость.
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
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.
Пользователь Ютуба AvE тестирует скорострельность реле стартера в сравнении с SSR Fotek на осциллографе
Дополняем схему — вместо нажатий кнопки вручную доверим отсчёт миллисекунд Ардуине. Нам понадобятся:
Лучшие компоненты для создания точечной сварки своими руками с Алиэкспресс (для сварки аккумуляторов)
несколько вариантов сварки, трансформатор для свч, щупы-электроды, никилиевые пластины, корпуса батареек, квинбатерриез.
Для начала список рабочих купонов для Алиэкспресс
Aliexpress — купон $8 при покупке от $80 (начнет работать с 6 мая). Выбираем Saudi Arabia и кликаем сюда.
Акция — зажигаем фонарики. Дают купоны $20 при покупке от $120 (за 3 зажженных фонарика), $25/$120 (за 6 фонариков). Раз в день по фонарику, заходим и кликаем по LIGHT UP.
Купоны можно будет использовать с 6-го мая 10:00 МСК до 13 мая 09:59.
Самый простой вариант контактной сварки для создания недорогого варианта — на базе трансформатора от микроволновки и недорогих компонентов с Али.
На фото список необходимых деталей и схематичное соединение.
В лоте есть все необходимое плюс информация по сборке. Понадобится трансформатор от старой микроволновки.
Плата управления позволяет выставить мощность импульса сварки и его длительность. Тиристор в комплекте на 100А.
Цена от 500 рублей за плату. Есть полностью собранные варианты.
Компоновка чуть другая, этот будет проще разместить в корпусе. Существует готовая панелька под эту плату.
Это усовершенствованный вариант на STM8, дисплей подключается отдельно, дисплей сразу в корпусе под монтаж.
Подходит не только для машинок SUNKKO, но и для DIY вариантов. Расстояние контактов регулируется от 1 до 4 мм, ток до 500А.
Это недорогой вариант держателей, один из самых бюджетных на Али.
В основании цанговый зажим, очень удобно менять стержни для сварки. Это расходный материал.
В лоте 10 шт. Это медные заточенные стержни, которые зажимаются в рабочую часть аппарата для точечной сварки. По мере износа меняются.
Это специальная лента для соединения сборок аккумуляторов. В зависимости от толщины (0.1. 0.2 мм) и ширины от 5мм и шире предназначены для пропускания определенного тока. Чем толще и шире — тем мощнее сборка. Существуют простые ленты, ленты для соединения аккумуляторов в несколько рядов или под углом, а также уже нарубленные пластины для готовых сборок. Обратите внимание на держатели аккумуляторов 18650.
Ну и последний ингредиент — это силовой трансформатор. Беглый поиск по Али дал несколько вариантов, но дешевле брать по месту. Ищите с исправной первичной обмоткой — вторичная повышающая не нужна. Доматываете вторичную своим толстым проводом (20-30 квадратов и выше). Чем толще провод, тем лучше. 2-3 витка достаточно. Трансформатор должен обеспечивать 2-3 вольта на выходе и ток до 100А.
Готовые машинки для точечной сварки. Чтоб не заморачиваться.
Это полный комплект в корпусе, с щупами для сварки, регулировкой. Цена не сильно высокая.
Собственно говоря, для чего это нужно.
Для батарей самостоятельного изготовления можно приобрести готовые наборы: корпус, фурнитура, плата управления, контакты. Изготовление не составит труда. Как говорится, просто добавь элементы 18650.
Лучшие аккумуляторы формфактора 18650 для переделки шуруповертов, для питания мощных устройств и электронных сигарет. Подходят для ремонта электроскутеров, самокатов и велосипедов. Честная емкость 3000мАч, долговременный ток разряда до 30А. Низкий саморазряд, низкое внутреннее сопротивление. Официальный магазин Queenbattery
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.
Читайте также: