Точечная сварка на ионисторах

Обновлено: 16.05.2024

Хотелось бы завести в хозяйстве точечную сварку. Но поскольку она нужна чуть чаще чем никогда, желательно чтобы девайс был совсем мелким и легким, а не «идеальным». Нашел на эту тему 2 правдоподобных разработки:

Первый полностью опенсорсный. Второй нет, но посерьезнее и очень много полезной инфы.

Оба умеют работать от высокотоковых LiPo аккумуляторов (3S от машинок). Собсна, именно LiPo мне и не нравятся. Во-первых стремно, во-вторых зарядник нужен. Ставить свинцовый - весь смысл в миниатюрности пропадает. Хочется чего-то совсем беспроблемного и умеренно дешевого.

В принципе сейчас на али/ебее можно за 20-50 баксов купить вполне приличные ионисторы, с очень низким ESR (несколько миллиом и меньше). Но там другая проблема - напряжение впритык (чтобы нужный ток развить). А если собирать из них батарею - будет уже крупновато по размеру.

Собсна, вопрос чисто практический - от одного ионистора варить реально или будет такой брак что бессмысленно начинать? Наверное можно расчитывать на ток 200-300 ампер, вместо 1500 как в kWeld. Соответственно, импульс будет дольше, тепло будет сильнее расползаться от точки сварки. Нужна инфа от тех кто пользовался - как оно на практике, с разными параметрами импульсов.

Избегай написания просторечных слов без серьёзной на то причины.

LiFePO4 безопаснее, но дороже.

Сенькс. Суть проблемы исключительно в габаритах - как сделать сверхкомпактно. Чтобы девайс, который достают раз в два года, не занимал много места в чулане.

Если место есть - выгоднее будет на автомобильном аудиоконденсаторе. По той же причине рассматриваем вариант только на одном ионисторе. Если их городить пачку, то по размерам опять приближаемся к аудиоконденсатору.

Похоже, с одним ионистором (2.7в) по энергии не сходится. Считаем так:

1. Допустим мы хотим в пятно сварки вдуть 300 джоулей за 0.05 сек

2. Если очень грубо и неточно, то сопротивление пятна 5 миллиом, сопротивление всего остального (провода, ключи, ESR итания) - еще 5 миллиом.

3. Получается, что в пятне должна быть можность 1200W. И еще столько же на потерях. Итого 2400 ватт в нагрузку 0.01 ом.

4. Получаем минимальное напряжение - 5 вольт.

5. Оцениваем емкость для 300Дж, (С*U^2)/2 => 24 фарады, при 5 вольтах. Значит ионистор на 300F особо не просядет, и падение напряжения можно особо не учитывать.

Получается ионисторов надо минимум два. Причем с ESR не больше миллиома. Такие по 50 баксов идут. Ну или взять говёных по 3 бакса, штуки 4-5 в параллель, и 3 таких блока последовательно.

С автомобильным акком в принципе будут проблемы по емкости, но можно выкрутиться за счет напряжения. При 16 вольтах получается 2.5 фарады. Впритык совсем.

Можно еще уменьшить джоули и немного растянуть импульс. Но не знаю, насколько это безопасно для качества. Текущие цифры взял прямо по ссылке.

Тебе точечная сварка зачем вообще? Кузова автомобилей варить в оригинал, или там аккумуляторные батареи перепаковывать? Если второе, то с этим замечательно справляется тупейший девайс сделанный из трансформатора микроволновки. И места мало занимает и можно раз в год просто доставать и сразу пользоваться. А если первое - то поделки из ионисторов тебе вообще никак не помогут, тут лучше на нормальный девайс раскошелится.

ЗЫ: Не, если тебе просто по приколу девайс на ионисторе соорудить, то не вопрос, развлекайся. Только учти, что ионисторы не сильно от аккумуляторов отличаются, в том смысле что это электрохимия со всеми вытекающими - деградацией, чувствительностью к температуре и большой стоимостью.

Stanson ★★★★★ ( 15.12.18 05:01:15 )
Последнее исправление: Stanson 15.12.18 05:10:20 (всего исправлений: 1)

ЗЫ: Не, если тебе просто по приколу девайс на ионисторе соорудить, то не вопрос, развлекайся.

Мне по приколу сделать компактный девайс, для батареек и термопар. Но я не хочу делать заведомое говно. Поэтому хочу понять сколько надо вообще по энергии вывозить.

Если бы занимался коммерческой варкой банок - просто купил бы kWeld.

Вариант с трансом не нравится. Во-первых он здоровый-тяжелый. Во-вторых видел кучу отзывов типа «сначала собрал на трансе, ну и говнище. потом на конденсаторах - совсем другое дело».

Мне по приколу сделать компактный девайс, для батареек и термопар.

Из транса - по-любому самый компактный будет. :)

Вариант с трансом не нравится. Во-первых он здоровый-тяжелый. Во-вторых видел кучу отзывов типа «сначала собрал на трансе, ну и говнище. потом на конденсаторах - совсем другое дело».

С трансом просто не надо экономить на толщине провода и электродов. У транса напряжение маленькое, а ток большой. А ещё надо простейший таймер прикрутить (полупериоды считать). На глазок если разряд давать, то говно будет что с трансом, что с конденсаторами.

С конденсаторами лучше городи счётчик заряда и тупо мощнейший тиристор для разряда, дозировать ток коммутацией полевиками, как некоторые делают - адище ИМХО. Хотя, наверно можно полсотни полевиков со старых мамок наковырять и в параллель. Это, конечно, если хочется побольше времени убить. :)

Не надо делать так.

Ты не понимаешь суть вопроса. Мне не интересно повторять готовый девайс чтобы выкроить денег, и тем более не интересно делать говно. Мне интересно попробовать слепить девайс с альтернативной комбинацией характеристик, и для этого я пытаюсь оценить ограничения. А в том что ты пишешь нет ни цифр ни свежих идей.

Так я об этом и говорю.

Мне интересно попробовать слепить девайс с альтернативной комбинацией характеристик,

Для сварки нужны не альтернативные комбинации, а совершенно определённые - чтобы энергии хватило на расплавление металла в нужном объёме.

и для этого я пытаюсь оценить ограничения.

А в том что ты пишешь нет ни цифр

Тебе какие цифры нужны? Ёмкость кондёра? Так энергия нужная для точечной сварки сильно зависит от толщины привариваемой ленты, от диаметра пятна и ещё от кучи параметров.

А какие могут быть свежие идеи в такой допотопной хне как точечная сварка?

Хочешь новых идей и развлекухи - запили лазерное паяло, например. СО трубки нынче недороги.

Для сварки нужны не альтернативные комбинации, а совершенно определённые - чтобы энергии хватило на расплавление металла в нужном объёме.

Речь о сочетании фич. Например на производстве размеры и потребление пофик, зато надо шить со скоростью раз в секунду или быстрее.

А дома мне такая штука нужна раз в год, и подождать минуту - не проблема. За то мне важнее, чтобы даже в чулане девайс не занимал много места. А в идеале вообще помещался в карман и питался от USB Type C.

Тебе какие цифры нужны? Ёмкость кондёра? Так энергия нужная для точечной сварки сильно зависит от толщины привариваемой ленты, от диаметра пятна и ещё от кучи параметров.

Например, мне была бы очень полезна табличка с толщиной материалов, видами сплавов, энергией импульса и его длительностью. В емкость уже сам пересчитаю. Табличка - это практические данные, я не могу их сам придумать.

А какие могут быть свежие идеи в такой допотопной хне как точечная сварка?

Технологии на месте не стоят. Например уже есть очень мощные ионисторы. Это выгоднее обычных конденсаторов и LiPo сборок. По деньгам еще отрыва нет, но это вопрос времени.

Просто другая комбинация деталек, и старый девайс становится компактным. Для юзера это выглядит как серьезный прорыв - девайс в несколько раз компактнее и легче.

А дома мне такая штука нужна раз в год, и подождать минуту - не проблема. За то мне важнее, чтобы даже в чулане девайс не занимал много места. А в идеале вообще помещался в карман и питался от USB Type C.

Ты уж определись - либо подождать минуту, либо Type C.

Например, мне была бы очень полезна табличка с толщиной материалов, видами сплавов, энергией импульса и его длительностью. В емкость уже сам пересчитаю. Табличка - это практические данные, я не могу их сам придумать.

В гугле забанили?

Технологии на месте не стоят. Например уже есть очень мощные ионисторы. Это выгоднее обычных конденсаторов и LiPo сборок.

Это такое же говно как и LiPo (ибо электрохимия) со всеми недостатками обычных конденсаторов (крайне низкое соотношение ёмкость/размер).

Ты уж определись - либо подождать минуту, либо Type C.

Ой, не прикапывайся к словам. Я ж общий принцип объяснял, что приоритет по параметрам может быть совершенно разный, и девайсы разные получаются. Type C выдает желаемые 100 ватт, но далеко не на всех устройствах.

За ссылку спасибо. Перепроверю еще раз расчеты. Только они больше экспериментировали с электродами и импульсами, а я имел в виду толщину перемычек и разные материалы.

Это такое же говно как и LiPo (ибо электрохимия) со всеми недостатками обычных конденсаторов (крайне низкое соотношение ёмкость/размер)

Это лирика. Главное что у них ток больше, емкости хватает, и гимора меньше чем с литием и свинцом.

BCAP0625 и BCAP1200 весьма неплохи. Не самые мелкие, но терпимо. Особенно если удастся выкрутиться с 2 банками а не с 3. Чисто теоретически можно с одной, но там совсем-совсем впритык. Я думаю это дело конструктивно обойти - прикину несколько вариантов компоновки, с разным количеством банок.

Только они больше экспериментировали с электродами и импульсами, а я имел в виду толщину перемычек и разные материалы.

Зато там перечислено всё, что собственно влияет на процесс с доходчивыми картинками и на пальцах. Ну научно-популярно о том, с чем придётся иметь дело. А так - ищи типа «micro-resistance welding», «spot welding parameters» и пр - дофигищи материала.

Это лирика. Главное что у них ток больше, емкости хватает, и гимора меньше чем с литием и свинцом.

Гимора несомненно меньше, зато энергоёмкость гораздо ниже чем у лития и свинца. А ты хочешь что-то маленькое. А ещё ионисторы очень не любят короткие замыкания. Даже те, у которых заявлен высокий допустимый ток разряда. У них от этого внутреннее сопротивление растёт и ёмкость падает. А у тебя как раз натуральное КЗ и является штатным режимом работы. Так что брать надо BCAP3000, чтоб с запасом по току было.

А так - ищи типа «micro-resistance welding», «spot welding parameters» и пр - дофигищи материала.

Спасибо. В новых темах иногда не совсем понятно по каким ключевым словам искать. Я все-таки не варильщик ни разу. И ссылка твоя тоже очень удачная, там много цифр, по которым перепроверять можно.

Гимора несомненно меньше, зато энергоёмкость гораздо ниже чем у лития и свинца. А ты хочешь что-то маленькое.

Не возьмусь загадывать вперед. Но есть не нулевой шанс, что для мелких работ хватит не очень больших токов, и тогда можно будет совсем мелкие ионисторы воткнуть, типа BCAP0350. Хотя это слишком зыбко, чтобы закладывать в качестве основного варианта.

Насчет энегроемкости ты зря паришься. И у батареек и у ионисторов она на порядки больше чем требуется. Дело в токоотдаче. Именно из-за нее приходится брать двайсы крупнее чем реально надо по энергии.

Это только у обычных люминевых кондеров энергоемкость впритык. Но я после расчетов на них и смотреть перестал.

А ещё ионисторы очень не любят короткие замыкания. Даже те, у которых заявлен высокий допустимый ток разряда. У них от этого внутреннее сопротивление растёт и ёмкость падает. А у тебя как раз натуральное КЗ и является штатным режимом работы. Так что брать надо BCAP3000, чтоб с запасом по току было.

Пипл пишет, что 2 такие платы в параллель позволяют реализовать даже самые смелые фантазии :). А там ионисторы намного жиже чем даже BCAP0650. Они в 3S2P соединены.

BCAP3000 я смотрел. Великоваты, да и реально столько не надо. К тому же будет заметно другое неудобство. Из-за чахлого зарядника (не более 100 ватт) надо будет долго ждать после первого включения, пока заряд наберется.

Пипл пишет, что 2 такие платы в параллель позволяют реализовать даже самые смелые фантазии :)

Тебе надо напряжение пониже, а ток побольше. Сварка-то током, а не напряжением идёт. Можно, конечно, попробовать в параллель кучку мелких ионисторов поставить, может поможет. Хотя хрен его знает что там с балансировкой тока получится.

Великоваты, да и реально столько не надо.

Зато сварочный ток не будет впритык к максимально допустимому. Соответственно деградировать почти не будет.

Чисто из практики, надо 4-6 периодов AC50Hz с током ~1000А чтобы стандартный никель 0.1мм качественно приварить к стандартной банке.

С кондёрами/ионисторами будет другая история - они при разряде вдуют максимальный ток в первый момент, а дальше ток будет падать экспоненциально. Соответственно, чтобы таки выдать достаточное для расплавления и приваривания количество энергии от ионистора минимально возможной ёмкости, этот начальный ток придётся делать прилично выше 1000А. И твой ионистор должен иметь хороший запас по сравнению с этим током, иначе он быстро деградирует (возрастёт внутреннее сопротивление и упадёт ёмкость и он просто не сможет обеспечить нужный ток). Если уж тратится на ионистор, то имеет смысл подумать, как максимально продлить его жизнь, штука-то недешёвая.

Stanson ★★★★★ ( 16.12.18 16:46:20 )
Последнее исправление: Stanson 16.12.18 16:50:28 (всего исправлений: 1)

Не будет ионистор «по экспоненте падать». Только слегка просядет. Посчитай емкость. Там ~10 фарад уходит. А у сборки ионисторов 100-1000.

По деградации аналогично. Немец, что я ссылку давал - абсолютно точно стресс-тесты гонял. Ну и не забывай про домашнее применение. Там 1000 варок - на всю жизнь, включая детей и внуков (хотя ресурс и так не упадет).

Можно, конечно, попробовать в параллель кучку мелких ионисторов поставить, может поможет.

IMHO эта тема катит только когда надо из откровенного говна собрать хоть что-то. Или при заморочках со скин-эффектами на высоких частотах. Для всех остальных случаев одна большая деталька будет компактнее чем куча мелких в параллель, и по характеристикам тоже лучше.

Я прикидывал разные комбинации так-сяк. Проще либо большие банки, либо 2 в параллель BCAP0325 ради мелкого диаметра, как у немца, и в перегрузку их загонять.

А в чём смысл ставить ионистор ёмкостью (и, соответственно размером) в 10-100 раз больше чем надо, вместо того, чтобы поставить ионистор с достаточной ёмкостью, но рассчитанный на большой рабочий ток? Ты ж хотел поменьше габаритами вроде?

И да, ток у ионисторов и конденсаторов падает при разряде на активное сопротивление исключительно по экспоненте и никак иначе. I = (U0/R)*exp(-t/RC) однако.

А в чём смысл ставить ионистор ёмкостью (и, соответственно размером) в 10-100 раз больше чем надо, вместо того, чтобы поставить ионистор с достаточной ёмкостью, но рассчитанный на большой рабочий ток?

А нету таких. От 300F - минимум, у которых правдоподобный ток и ESR. Все что меньше - барахло.

5. Оцениваем емкость для 300Дж, (С*U^2)/2 => 24 фарады, при 5 вольтах. Значит ионистор на 300F особо не просядет, и падение напряжения можно особо не учитывать.

Ну как не просядет. До 3.4 вольта просядет.

Избегай написания просторечных слов без серьёзной на то причины.

лучше на нормальный девайс раскошелится.

Действительно раскошелиться, т.к. нормальный споттер стоит от 700-1К.

Я вот по новогодней акции взял MIG/MAG полуавтомат и отдельный TIG, осталось купить баллон на литров 10.

Действительно раскошелиться, т.к. нормальный споттер стоит от 700-1К.

Ну споттер ему, как выяснилось, не нужен. :)

Тоже TIG хочу. Баллоны не проблема - сейчас несложно маленький баллон купить, это раньше кроме здоровенных ничего не найти было.

Более чем легко, новый аргоновый 10л стоит $65, есть еще 5 и 2 литровые, при расходе 10л/мин одного десятилитрового баллона (1.6м3 == 1600л) должно хватать на ~2.5 часа сварки, при условии качественного ротаметра и не травящих компонентов всего сетапа.

При весе до 20 кг его беспроблемно возить на заправку в багажнике.

Bruce_Lee ★★ ( 28.12.18 15:37:28 )
Последнее исправление: Bruce_Lee 28.12.18 15:38:32 (всего исправлений: 1)

При весе до 20 кг его беспроблемно возить на заправку в багажнике.

Тут вообще-то речь о том, чтобы девайс в карман помещался :)

А мы ваще не про то. :)

ТСу аргон нафиг не нужен.

Я, как ТС, типа в курсе :)

Все не читал, но у ионистров очень большое внутреннее сопротивление. Разрядного тока там сотня микроампер в КЗ. Они отлично подходят для неспешной зарядки от ИП, и потом после выключения пару дней запитывать RTC.

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

Контактная сварка с помощью одного суперконденсатора

Наверняка, при работе с аккумуляторами по их замене, вам требовалась контактная сварка. Так как литии-ионные батареи очень нежелательно паять обычным припоем, есть опасность перегрева. Покупать или мастерить дорогостоящее оборудование для двух-трех случаев точно не выгодно и затратно. А вот такой аппарат для контактной сварки доступен абсолютно каждому. Ведь он по сути состоит всего из одной детали, под названием - суперконденсатор.
Это почти такой же конденсатор, только высокой емкости. Обладающий всеми теми же плюсами, что и обычный конденсатор.

Понадобится

Толстая проволока, сечением не менее 2 кв. мм.

Изготовление простейшего аппарата для контактной сварки из суперконденсатора

Выпрямляем их кусачкам или плоскогубцами, чтобы они были очень ровные. Теперь с одной стороны у каждого отрезка напильником зачищаем край, снимая лаковую изоляцию.

Напряжение не должно превышать 2,7 В. Хотя, как видите на фото, у меня оно больше на одну десятую. Это конечно не критично, но лучше не рисковать.

Контактная сварка

Теперь разберемся как сваривать. Поскольку наш аппарат до невозможности простой, он не может регулировать длину импульсов. Вся задача тем самым ложится на вас. Поэтому выдержку придется делать интуитивно.
Вот пример, как припаять металлическую полоску к батарейке. Кладем полоску на батарейку. Теперь подносим контакты аппарата и тем самым быстро замыкаем его.

Все надежно и точно не отвалится. Главный упор делайте на тренировки, а дальше все пойдет как по маслу. Одной зарядки ионистора хватит на десяток таких сварок.

Смотрите видео

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

Читайте также: