Точечная сварка из автомобильного аккумулятора своими руками

Обновлено: 16.05.2024

При переупаковке литий-ионных элементов типоразмера 18650 (при ремонте АКБ) или при создании новой батареи встает вопрос, каким способом соединить банки шинками. Обычно это делается одним из способов – точечной сваркой или пайкой. У каждого метода есть свои плюсы и минусы. Так при сварке создается очень локальный и очень кратковременный нагрев. Это положительно влияет на емкость батареи – во время процесса сепаратор не расплавляется. Минусом считается небольшая площадь пятна контакта, которая может ограничивать максимальный ток. В некоторых случаях (сборка батареи для ноутбука и т.п.) кратковременная высокая токоотдача не нужна, поэтому сварка считается предпочтительной. В других ситуациях выбор метода за пользователем.

Чем можно варить

Самый лучший вариант сварки для новых аккумуляторов 18650 – промышленный аппарат. Для большинства пользователей он не доступен, поэтому приходиться делать что-то свое.

Аккумулятором

Суть метода точечной сварки, как разновидности контактной сварки, состоит в быстром разогреве соединяемых металлических деталей проходящим через место сопряжения током. При этом выделяется большое количество тепла, которое расплавляет металл в точке контакта, а сжатие способствует диффузии расплавленных областей и образованию прочного соединения. Задача состоит в том, чтобы получить в месте сопряжения достаточно высокий ток. Такой ток можно получить от аккумулятора – например, токоотдача полностью заряженного автомобильного аккумулятора может составлять 700+ ампер. Но наибольший ток зависит от переходного сопротивления в месте прилегания свариваемых поверхностей, поэтому важно уделить внимание чистоте контактируемых граней. Также ток ограничивает сечение проводов, поэтому надо брать провода сечением не менее 10 кв.мм. (лучше 16 кв.мм.).

Сначала надо подготовить шинки – их вырезают из никелевой ленты (точнее, лента изготовлена из никелированной стали). Дальше надо подключиться к аккумулятору – лучше сделать это с помощью штатных автомобильных зажимов. К ним надо подключить проводники соответствующего сечения. С обратной стороны можно сделать специальные наконечники, а можно не делать – не очень удобно, но не возникнет дополнительного переходного сопротивления.

Варить надо в нескольких точках – обычно, в 3..5. По окончании процесса надо проверить качество соединения – подергать рукой. Шинка не должна отрываться.

Прибор из трансформатора

Если под рукой нет аккумулятора, можно сделать сварочный аппарат из понижающего трансформатора. Подойдет трансформатор габаритной мощностью 150..200 Вт. Это означает, что сечение центрального стержня сердечника должно быть 17…20 кв.мм. Надо удалить вторичную обмотку и намотать другую – 2..3 (можно 4) витка проводом соответствующего сечения. В интернете можно найти советы мотать вторичку кабелем от сварочного аппарата, но для приварки шинок к аккумуляторам достаточно проводника сечением (не толщиной!) 10..16 мм.

Неплохо для подобной цели подходят трансформаторы от неисправных СВЧ-печей, к тому же их можно купить по цене лома. В первую очередь надо удалить вторичную высоковольтную обмотку и выколотить шунты (они занимают место, которого и так немного, и несколько снижают мощность трансформатора).

В освободившееся место надо уложить не менее трех витков провода. Если взять проводник сечением 16 кв.мм, можно постараться, и уложить 4 витка.

Выведенные концы обмотки можно снабдить наконечниками. Крепить их надо обжимом, а не пайкой – при нагреве припой может потечь.

Чтобы управлять током и длительностью импульса, потребуется модуль NY-D01, а для его питания – маленький трансформатор с выходным напряжением 9..12 VAC. Все это надо подключить согласно схеме, приложенной к плате, и упрятать в подходящий корпус.

После окончательно сборки можно опробовать аппарат. Возможно, придется подобрать параметры сварки для получения оптимального результата.

Конструкция трансформатора от СВЧ-печи такова, что он ощутимо греется даже на холостом ходу. Нельзя держать первичную обмотку под напряжением сети дольше получаса.

Самоделка из конденсаторов

Если нет трансформатора достаточной мощности, можно пробовать применить батарею из оксидных конденсаторов. Конденсатор имеет свойство накапливать энергию в течение относительно длительного времени, а потом почти мгновенно отдавать ее. Можно собрать батарею достаточной емкости из оксидников, зарядить ее от любого имеющегося источника напряжения, и разряжать на контакты сварочного устройства.

Сопротивление R зависит от наибольшего тока источника. Его можно рассчитать по формуле R=U/Imax, где:

U – напряжение источника;
Imax – наибольший отдаваемый ток.

Так, если есть 12-вольтовый источник с наибольшим током в пол ампера, то резистор должен быть 24 Ома и его мощность должна составлять U*I=6 ватт. Можно ставить резистор и с меньшей мощностью – расчеты показывают, что батарея в 100 000 мкФ полностью зарядится за 12 секунд, причем наибольший ток будет идти только в первый момент, потом он падает по экспоненциальному закону. Резистор даже меньшей мощности сгореть не успеет.

Начальный ток зависит от напряжения, до которого заряжены конденсаторы, а длительность тока разряда (а, следовательно, энергия, передаваемая к месту сварки), зависит от емкости батареи. Ее выбирают по необходимости – насколько массивными окажутся свариваемые детали, насколько сложно их прогреть.

Конденсаторы должны с запасом выдерживать рабочее напряжение. Так, для 12-вольтового источника надо применять емкости не менее, чем на 16 вольт.

Готовые аппараты с Китая

Если нет желания заниматься самоделками, можно прибегнуть к помощи торговых интернет-площадок Юго-Восточной Азии. Существует два варианта решения проблемы:

подобрать готовые сборки из батарей типоразмера 18650 (если предстоит разовая работа);
купить готовый аппарат для точечной сварки (если подходящую сборку найти не удалось или предстоят масштабные работы).

В ценах 2021 года такое устройство обойдется от 1200 до 5000 рублей.

5000 W

Китайцы заморачиваться с названием не стали, и назвали этот аппарат просто – 5000 W. Он предназначен для приварки ленты толщиной 0,1 или 0,15 мм. Сварочный ток регулируется. Производитель обещает высокое качество соединения и красивый шов. Многочисленные положительные отзывы оставляют надежду, что это так.

BTL-02

Также неплохую репутацию имеет аппарат BTL-02.

Работает от аккумуляторов, заявленный наибольший ток – 1,1 кА. Варит никелированную сталь толщиной до 0,2 мм. Имеет защиту от сверхтока, перезаряда АКБ и т.д. Имеет 30 градаций настройки сварочного тока и 25 градаций настройки времени импульса. Декларируется, что электроды служат до 50 000 сварок. Потом их можно заменить.

LC-DB1

Этот аппарат относится к классу «ручек». Продавцы тщательно скрывают его технические характеристики, делая упор в описании на дизайн в стиле HighEnd и возможность работы в режиме Split – электроды разъединяются, их можно держать двумя руками на удобном расстоянии.

Все, что удалось найти — что аппарат предназначен для приварки никелевых полосок к аккумуляторам 18650. Зато цена – одна из самых низких. Решение о приобретении – за потенциальным покупателем.

Технология сварки и советы по соединению банок между собой

Как известно, контактная сварка состоит из двух операций:

плотное сжатие заготовок;
разогрев места контакта мощным импульсом тока.

Для прижатия соединяемых поверхностей во многих аппаратах применяются специальные струбцины. При сварке ячеек АКБ они не нужны – аккумулятор достаточно хрупкий предмет, не надо превышать усилие одной человеческой руки, чтобы не сломать банку. Возможно, для каждой ленты и даже для каждого типа аккумуляторов (корпуса делают из разного металла) придется подобрать параметры сварки. Ориентироваться надо на следующие цифры:

минимальный ток – 500 А (если меньше, качество соединения страдает);
максимальный ток – 1000 А (если больше, начинают обгорать электроды);
длительность импульса – 15..20 мс.

По окончании процесса надо опробовать качество получившегося шва. Прочность должна быть такой, что рукой оторвать шинку от аккумулятора невозможно.

Для наглядности рекомендуем серию тематических видео.

Контактная сварка является надежным и щадящим методом соединения элементов 18650 в батарею. Очень важно освоить технологию, подобрать режимы, и тогда АКБ прослужит долго.

Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.

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

Работает ли сварка из аккумулятора?

Сварка от АКБ не является полноценным заменителем работы с применением инверторного аппарата, но в случае отсутствия агрегата, при особой необходимости, вполне может выручить в трудной ситуации. Кроме того, иногда возникает нужда в точечном соединении при ремонте блока питания ноутбука или иного устройства, где используются литий ионные батареи, которые нельзя перегревать паяльником. В этом случае можно применить точечную сварку, собрав несложное приспособление и подключив его к клеммам обычной автомобильной АКБ. Мы расскажем подробно, как можно найти выход из сложного положения.

Устройство точечной сварки от аккумулятора

Создание блоков питания для различных устройств, с применением компактных и ёмких литиевых аккумуляторов или ремонт с заменой, вышедшего из строя элемента, требует особого подхода. Дело в том, что литиевые источники нельзя перегревать, иначе они выйдут из строя. Существует последовательное соединение, позволяющее повысить общее напряжение на выходах блока или параллельное, увеличивающее ёмкость источника питания. Соединяют каждый элемент точечной сваркой с применением стальной ленты, покрытой никелем, которая имеется в свободной продаже в виде катушек.

Для такой разовой задачи не стоит покупать профессиональное и дорогостоящее оборудование. Проще создать простейший аппарат для сварки точечным способом, с использованием автомобильного аккумулятора, бывшего в употреблении.

Можно обойтись минимальным набором инструментов и комплектующих, которые найдутся в доме или в продаже, например:

аккумулятор ёмкостью 55 а/час или более и напряжением 12 В, в заряженном состоянии;
провод силовой с сечением более 6 мм 2 для соединения клемм батареи с самодельными держателями электродов;
два щупа приспособленных для крепления медных сменных электродов, диаметр которых должен быть не менее 3 мм;
кассета для фиксации каждого аккумулятора в процессе сборки в блок;
никелевая лента размером 0,12 Х 7 мм необходимой длины;
ножницы и растворитель для обезжиривания;
защитные изолирующие кольца для предотвращения утечек.

Очень важно перед началом сборки блока питания проверить каждые литийионные источники на работоспособность и зарядить их до одинакового уровня.

К держателям электродов крепятся провода, которые в дальнейшем надёжно фиксируются на клеммах аккумуляторной батареи, а контакты литиевых элементов зачищаются от окисного слоя. Литий ионные батареи фиксируются в кассетах для соблюдения неподвижности и соосности во время сварочного процесса.

Никелированная лента отрезается по размеру и выравнивается, затем её вместе с аккумуляторами обезжиривают. Лента накладывается на полюсные контакты и электродами крест-накрест приваривается к аккумуляторам. Во время точечного разряда необходимо обеспечивать прижим электродов к поверхности деталей, а импульс должен длиться не более 1−1,5 секунд.

Сварка металлов от автомобильного аккумулятора

В отсутствие сварочной аппаратуры и в случае крайней необходимости можно сварить детали достаточно эффективно с помощью двух или более АКБ. Они могут быть не новыми, бывшими в употреблении, но заряженными и с надлежащим уровнем электролита. Нужно подобрать провода сечением не менее 32 мм 2 и последовательно соединить аккумуляторы между собой, надёжно закрепив перемычки на клеммах. После этого необходимо подготовить электроды, тщательно зачистить поверхность свариваемых заготовок и организовать рабочее место так, чтобы сварочные провода были не длиннее 3 метров.

Таким образом, сварка от аккумулятора требует следующего оборудования и комплектующих, а именно:

минимум два автомобильных аккумулятора, соединённых последовательно с суммарной емкостью более 110 а/час и напряжением не менее 24 В;
соединительные провода с надёжным креплением на клеммах;
сварочные многожильные провода сечением от 32 мм 2 ;
приспособление для крепления массы;
держатель электродов от плюсовой клеммы;
электроды диаметром от 2 до 3 мм;
молоток и металлическую щётку для зачистки шва;
сварочная маска Хамелеон.

Важно подбирать провода нужного сечения и обеспечивать их надёжное крепление на клеммах и других узлах во избежание перегрева и потерь энергии, а также своевременно проверять температуру аккумулятора и состояние электролита.

Последовательное соединение означает, что плюсовую клемму одного источника нужно соединить с минусовой клеммой другой батареи. Далее кабель с прикреплённым держателем электродов крепим к положительному выводу, а массу к отрицательному. Соединив всю цепь, производим пробную сварку с использованием электрода диаметром 2 мм. Нужно понимать, что поверхность заготовок не должна иметь загрязнений, а электроды должны быть сухими и соответствовать материалу, свариваемых деталей.

При использовании трёх аккумуляторов сила сварочного тока достигает значений от 80 до 110 А, в зависимости от толщины электрода и степени зарядки аккумуляторов, что является вполне достаточным для проведения ремонта в условиях отсутствия электрических сетей и сварочного аппарата.

Что в итоге?

Мы рассказали о том, как можно использовать автомобильные аккумуляторы при точечной и дуговой сварке. В ряде случаев приобретать дорогостоящее оборудование нет смысла или электрическая сеть не позволяет использовать инверторный аппарат. Тогда на помощь приходит сварка от АКБ, которая временно поможет найти выход из затруднительной ситуации и при этом обеспечить хорошее качество шва.

Простой самодельный сварочный аппарат для контактной сварки

Alukard
2 года назад
Я по дурости так-же попробовал, хотя знаю, что авто аккум может выдавать до 1000 ампер при коротыше! для начала попробовал сварить две пластинки друг с другом, в итоге у меня так красиво как на видео не получилось — в момент соприкосновения у меня практически был взрыв! полыхнуло мама не горюй)) в итоге пластинки за долю секунды прожгло насквозь до дыры шириной в пластинку и ещё миллиметров пять в глубину прожгло дыру в куске дсп, который я подложил, и контактные концы медного провода тоже сгорели на несколько мм!
Я согласен, что я здорово тупанул, когда решил так-же поэкспериментировать, хотя такой итог я примерно и предполагал, но хотел попробовать, за это мне позор! а что у вас за аккумулятор, что так вяло реагирует на короткое замыкание я не знаю! В конце концов нашёл на балконе трансформатор много лет назад приватизированный с работы, на 12в 0,25кВа вроде, и им примерно как у вас и получилось, хотя по нормальному надо всего пару вольт и 50-100 ампер не больше, но что было, тем и делал.

Андрей Милев
3 года назад
и куда же ты пристроил этот большой аккумулятор на 1.2v?
разве спайка не должна быть последовательной?
а ты взял и спаял плюсы и минусы!!
Anton Kurov
@Андрей Милев я так думаю, он из этих аккумуляторов новый сварочный аппарат сделает.
Сергей Кудряшов
@Андрей Милев Это банки 3,7v 2300mAh Sanyo Li-Ion. Например, питать повербанк (см. другие видео автора). У последовательного соединения есть масса минусов — вероятность выхода в мусорку всей батареи из-за деградации одной банки — существенно выше. Здесь же, пока хотя бы одна держит вольты — вся батарея жива. От выхода из строя отдельных банок, уменьшается только ёмкость.
Сейчас в 11,1v батареях ноутбуков последовательно соединяют по 3-4 «параллельных» батареи, получая таким образом компромисс между повышенным напряжением и надёжностью.

Роман Байков
2 года назад
Акб стартерного типа ,без изменений свойств , выдерживает короткие замыкания и огромные токи. об этом в любой книжке прочесть можете. единственный риск это взрыв корпуса акб при замыкании на длительное время. Автору лайк за видео. Идею возьму на вооружение. Единственное что хочу заметить , нужен предохранитель вам типа
«автомат» . Если пластина приварится к электродам вашей сварки , может случится беда. Либо нужно успевать скинуть провода с акб.

Slisel Grover
3 месяца назад (изменено)
По поводу качества сварки. От трансформатора не всегда лучше. Там есть свои плюсы и минусы. У аккумулятора гораздо серьезнее выдаваемый ток, чем у трансформатора от микроволновки. Если не верите, попробуйте замкнуть клеммы аккума ключом. Только держитесь от аккума подальше. Если его разорвет, кислота разбрызгается в разные стороны. Чаще всего ключ просто разрывает пополам силой короткого замыкания. Даже на этом видео четко видно, как за доли секунды при отсутствии отвода тепла, провода легко прожигают стальную фольгу насквозь. Регулировать силу тока аккумулятора тоже можно. Автор видео берет для сварки медные провода большого сечения. Чем больше сечение подающего провода, тем выше ток. Если взять тонкие подающие провода, можно уменьшить мощность сварки. 12 В для точечной сварки более чем достаточно. Так что не факт, что трансформатор вообще для этого лучше. Для тех, кто считает, что это короткое замыкание аккумуляторной батареи, хочу заметить, что мощность стартера равна 1,5 кВт. При напряжении 12В это порядка 120А. Именно поэтому от аккумулятора к стартеру тянется провод сечением не менее 12,5 мм. Это вполне себе средние сварочные токи. Так что точечная сварка аккумулятору сильно не вредит.

alex pch
3 года назад
Автор, молодец за опыт, но не забывайте про технику безопасности, контроль методов сварки и сварных соединений. Если вы экспериментатор, то советую ознакомиться с ГОСТами на точечную сварку. Электроды тоже бывают различной геометрической формы. Возможно это улучшит важи результаты и станет основой для новых модификаций вашего прибора.
Антон Kw
Год назад
Не работает. Тока хватает, потому что если подержать пару секунд, то в шине прожигает дыру. Тут один комментатор сказал, что нужно один электрод к элементу, а второй на шину. Может так попробую. Ну и ещё мысль: на фабрично припаянных аккумуляторах точки в месте сварки вдавлены. Очевидно оказывается серьезное усилие. Но у меня так не получается. Если давить сильно, то шина прилипает к электроду (провод медь сечением 4 мм) и отходит вместе с ним.

Volodimir2201
3 года назад
Идея неплохая. Но только зачем мучиться с незакреплёнными элементами, когда можно закрепить всю батарею в тисках с умеренным нажимом, а ленту удерживать в прижатом состоянии струбциной с изолирующей прокладкой. Зачистка поверхности играет существенную роль при сварке. Как и хорошее прижатие сварочных контактов, которое в данном случае не происходит принципиально, поскольку ток возникает сразу при уже лёгком прикосновении сварочных контактов к поверхности ленты ещё до надёжного прижатия её к поверхности. В классическом процессе сначала обеспечивается сильное и надёжное прижатие свариваемых поверхностей, после чего включается короткий и очень сильный токовый импульс. Это возможно полноценно сделать только с применением мощного сварочного трансформатора, где коммутируется первичная обмотка с ограниченным током порядка 15-25 ампер, исключающий слишком сильное искрение. Ток во вторичной цепи может достигать 1000 ампер и более, посему коммутация его привела бы к такому искрению, что могла бы возникнуть дуга, совершенно нежелательная при контактной точечной сварке. Ещё замечание в отношении сварочных контактов-проводов, их диаметр желательно брать не менее 6 мм и они должны быть минимально возможной длины, скажем не более 3-4 см. Желательно обеспечить их полноценное механическое, или сварное соединение с толстыми проводами, идущими от аккумулятора, или от трансформатора. И уж совсем недопустимо использовать промежуточные контактные клеммы с пластмассовым корпусом. При малейшей временной передержке пластмасса будет плавиться и контактная пара развалится. Конечно, лучше сделать рычажное приспособление, обеспечивающее лучшее качество и точность процесса сварки.

Volodimir2201
3 года назад
Метод может быть применён, видимо, и при наличии одно-баночного аккумулятора на 6 вольт и ёмкостью, не менее 20 А-часа.
Но, напрашивается при этом, для более эффективного использования источника тока, вариант с разрезкой стальной соединительной шины вдоль её длины и приварке обеих полосок, с обеспечением между ними поперечного зазора порядка 0,3 — 0,8 мм . При таком варианте рабочий ток будет преимущественно проходить именно через контактную поверхность, а не впустую проходить через шину.
Попутно заметим, поперечное сечение проводов, соединяющих аккумулятор с рабочими электродами, желательно иметь не менее 100 мм^2. Сами электроды лучше брать никак не менее 4 мм в диаметре, к примеру жала от стандартных маломощных паяльников.
Колодка для соединения проводов и электродов должна иметь развитую контактную поверхность, обеспечивая очень хороший зажим и надёжную контактную поверхность с минимальным зазором. Корпус её должен быть выполнен из термореактивной пластмассы, а не из термопластичной, которая неминуемо перегреется и расплавится. Торцевая шлифовка электродов желательна после каждого сеанса сварки, причём, тонким надфилем с точным выдерживанием угла в 90 °. И последнее, рабочие концы электродов желательно заточить под усечённый конус до диаметра 1,5 — 2,0 мм в патроне электродрели, или токарного станка.

Самодельная контактная сварка

Этот видеоурок о том, как можно сделать самодельную простую контактную сварку. Другое название — точечная сварка. Для изготовления этого сварочного аппарата не нужны никакие специальные электрические схемы с радиодеталями. Его преимущество в мобильности и независимости от электросети.

Комплектующие и готовые агрегаты в этом китайском магазине.

мощный аккумулятор на 12 вольт, 60 ампер;

толстые многожильные провода;

два куска медной проволоки сечением от 2 до 3 мм, длиной 7-8 см;

маленький деревянный брусок.

Сначала нужно ножовкой проделать два углубления на деревянном бруске под медную проволоку. Углубления делаются с двух противоположных сторон. Теперь эти два куска провода нужно подсоединить к многожильным проводам. Затем эти два куска провода вставляем в пазы, проделанные в брусочке и изолируем изолентой. Оба конца этой медной проволоки должны торчать из бруска.

Аппарат для контактной сварки.

Далее эти два контакта нужно установить с помощью пассатижей на расстоянии 2-3 мм друг от друга. Берем наждачную бумагу и зашкуриваем концы проводов.

Остается только подключить провода к аккумулятору. Полярность здесь не имеет никакого значения.

Для теста этого простейшего сварочного аппарата автор видеоурока взял батареи и металлическую пластину, которые ранее отошли от батарейки. Приложив пластину к батарейке, прижимаем рабочие контакты аппарата к пластине и тут-же отпускаем. На видео показано, что ток раскаливает докрасна металл и обеспечивает прочное соединение.

Такое устройство не требует большого времени для работы над его изготовлением, является переносным устройством и особенно пригодится тем, кто нуждается в автономной и относительно безопасной точечной сварке.

Читайте также: