Как самостоятельно провести точечную сварку аккумулятора

Несложно сделать точечную сварку для аккумуляторов 18650 своими руками – она надежна, поэтому популярна. Подобный метод обеспечивает фиксацию материала в отдельных местах заготовки, позволяет соединять как миниатюрные элементы в электронных устройствах, так и тяжелые стальные листы.

Точечная сварка для аккумуляторов нашла свое активное применение.

Особенности и принцип работы точечной сварки

Часто аппараты для точечной сварки делают самостоятельно. Даже если приобретать прибор в магазине, чтобы получить нужные характеристики, его необходимо будет дорабатывать, например:

• увеличить силу тока;
• переделать или заменить таймер.

На коэффициент прочности соединительного узла влияет размер точки, ее структура.
Большое значение имеют такие показатели:

1. Виды применяемых электродов.
2. Сила тока.
3. Коэффициент сжатия материала.

Аппарат точеной сварки – приспособление, с помощью которого выполняют ремонт источников питания.
Сварка обеспечивает надежную фиксацию металла, технология имеет высокую производительность. Принцип работы основан на законе Джоуля-Ленца, т.е. предусматривает разогрев металлов под воздействием электрической энергии. Ток проходит через электроды, температура обрабатываемого материала возрастает, коэффициент сопротивления при этом минимальный. Диаметр точки – 3-12 мм.

Еще важно знать 4 нюанса о конденсаторной сварке

Конденсаторная сварка

Конденсаторная сварка

Для обеспечения надежной фиксации можно также использовать конденсаторную сварку. В качестве основы используем 6 конденсаторов 10000 мкФ на 35 Вольт. Ключами служат несколько тиристоров 70TPS12, они должны быть подключены параллельно.

Конденсатор заряжается при помощи повышающего преобразователя dc-dc от литий-ионного аккумулятора. Силу тока ограничивают резистором в 130 Ом. Заряд должен получиться с напряжением в 32 Вольт.

Заряд контролируют визуально — именно поэтому в схему добавляется несколько светодиодов. Расчётный начальный ток равняется 2000А, в том случае, если энергия, находящаяся в компенсаторах, равна 30 Дж.

Важно следить, чтобы в процессе сварки вся энергия перемещалась в точку сварки, а не на различные «визуальные эффекты» в виде искр. Такой недостаток можно наблюдать в случае, если пластина плохо прижата к электродам. В результате электрод обгорит, а пластина не сможет привариться. Используйте электроды из сплава хромовой бронзы.

Схема и из каких деталей состоит устройство

Точечную контактную сварку называют термомеханической.

Схема ее работы следующая:

1. Детали стыкуют в заданной позиции, плотно прижимают между электродами.
2. Подают электрический разряд.
3. В заданной точке заготовку нагревают до температуры плавления металла.

Контактный прибор собирают из б/у блоков, снять их можно с различных девайсов. Работает аппарат просто: конденсаторы заряжают до 30 В, на сварочной вилке растет потенциал. Нажимают кнопку «Пуск», расположенную на вилке. Чтобы сварить 2 металлических фрагмента, следует их плотно прижать друг к другу. После этого стартует процесс варки, во время которого температура материала многократно возрастает и становится достаточной, чтобы расплавить даже тугоплавкий металл.

Схема устройства точечной сварки.

Аппарат прост в устройстве и надежен, включает 2 блока:

• контактный;
• источник тока.

Рекомендуем к прочтению Самодельный аппарат для точечной сварки

Сборка

Чтобы собрать конструкцию извлеките трансформатор из неработающей микроволновки или телевизора. Аккуратно уберите вторичную обмотку (верхняя часть может быть спилена — в этом случае останется только достать оставшуюся обмотку).

Затем нужно просверлить отверстия, в которые будет помещен толстый медный кабель. Сделайте два-три витка.

В данном случае можно использовать инструменты для опрессовки кабелей, но с этой задачей также может справиться простой молоток.

Получаемое напряжение будет составлять приблизительно 2В, поэтому не стоит бояться повреждения наконечников при их соприкосновении. Добавьте к конструкции кнопку включения/выключения, это поможет отрегулировать воздействие тока.

Простые клавишные переключатели могут попросту перегореть, поэтому используйте качественную кнопку, рассчитаную на большую мощность.

Источник тока должен быть расположен на корпусе (основании) аппарата. Для основы выберите материалы, плохо проводящие электричество, например фанеру, каучук или резину.

Трансформатор следует разместить с одной стороны листа. Стойки разместятся на другом, незанятом пространстве. Чтобы установить их, используйте шуруповерт.

После проделанной работы перейдите к следующему шагу – создайте отверстия для рычага и электродов.

В завершение нужно осмотреть все кабели. Если они чистые и изолированные, вы можете примотать их к основанию так, чтобы они не мешали в момент работы. Проверив все детали конструкции, приступайте к сварке.

Предъявляемые требования

Технология дифференцируется на мягкие и жесткие методы фиксации материала.

При мягком методе практикуют постепенный нагрев заготовки. На электродах значение тока около 100 А на 1 мм². В подобных случаях используется меньше энергии и мощности. При таких показателях хорошо обрабатывать высокопрочную сталь.

При жестких режимах используют большие кратковременные токи, например 300 А на 1 мм². Длительность контакта составляет 0,1-1,6 секунды. Давление электродов на 1 мм² возрастает до 8 кг. Для такой работы необходимы аппараты повышенной мощности.

Режим применяют для заготовок из меди, алюминия, высоколегированного металла.

Как сделать в домашних условиях

Для работы в домашних условиях используют оборудование, которое несложно собрать своими руками. Оно может быть мобильным или стационарным.

Оборудование несложно собрать своими руками.

Алгоритм действий:

1. Задайте на приборе базовые параметры.
2. Определите напряжение в точке сварки.
3. Установите силу тока (переменный или постоянный).
4. Посчитайте время импульса.
5. Определите, сколько надо электродов, их марку.

В зоне сварки металлы «встречаются» друг с другом, в эту точку поступает мощный электрический импульс, происходит процесс соединения.

Трансформатор – это базовый элемент, он задает силу тока.

Изготовить прибор нужной мощности несложно самостоятельно:

1. Возьмите сердечник сечением 60 см².
2. Плотно стяните пластины с помощью болтов (8 мм).
3. Укрепите с торца блок профилем «П».
4. Сделайте первичную обмотку с помощью провода ПЭВ (диаметр – 2,9 мм), намотайте 2 десятка витков.
5. Заверните сердечник в трансформаторную бумагу. В начале работы – в изоленту.
6. Распределите витки равномерно по всему изделию.
7. Скомпонуйте еще одну обмотку на второй стойке (сформирована из самодельной шины). Этот элемент соберите из 14 медных деталей, сечение – 200 мм².
8. Просверлите в верхнем блоке сердечника отверстие, к нему прикрепите кабель.

Изготовить прибор можно из трансформатора.

Из автомобильного аккумулятора

Иногда используют точечную сварку, которая получает питание от АКБ. Подходит для этих целей ионно-литиевый аккумулятор – он компактен, обладает хорошей емкостью. Перегревать блоки не надо, они могут выйти из строя.

Рекомендуем к прочтению Как сделать аппарат для сварки из микроволновки

Необходимы:

• аккумулятор емкостью 55 А*ч и напряжением 12 В;
• провод сечением 6 мм²;
• 2 щупа, которыми закрепляют электроды (сечение – от 3 мм);
• небольшая кассета, чтобы зафиксировать аккумулятор;
• никелевая лента 0,12 x 7 мм;
• кольца (во избежание утечек).

Аппарат точечной сварки делают из автомобильного аккумулятора.
Перед началом функционирования автомобильного аккумулятора его необходимо протестировать. К фиксаторам прикручивают провода, закрепляют их на клеммах. Все контакты защищают. Сварочный аппарат для аккумуляторов (сами элементы питания) устанавливают в блоках, они должны быть соосны во время работы.

Из микроволнового или телевизионного трансформатора

Аппарат для точечной сварки должен иметь трансформатор. Он увеличивает показатель входного напряжения до нужного значения. К важнейшим параметрам относят коэффициент трансформации. В печах СВЧ есть соответствующие блоки, которые меняют напряжение, на их основе собирают самостоятельно аппарат. Подойдет блок мощностью 720-820 Вт, при этом допустимо приварить листы из металла толщиной до 1 мм. Для питания магнетрона нужно небольшое напряжение. Все элементы в процессе работы нагреваются, поэтому необходима система охлаждения.

Трансформатор необходим для аппарата точечной сварки.

Из конденсаторов

Конденсаторную сварку активно применяют, когда необходимо делать локальную обработку металла. Длительность процесса занимает тысячную долю секунды, глубина прогрева небольшая, используют листы металла толщиной до 2 мм. Чтобы не возникало конфликтов с частотой импульса и уровнем обработки, нужны специальные агрегаты – контактные сварочные механизмы.

Практикуют 2 метода:

1. Без трансформатора конденсаторы разряжаются на заготовку.
2. Разряд из конденсаторов поступает на первичную обмотку, вторичная цепь – заготовка для проваривания.

Конденсаторная сварка – разновидность контактной.

Cвоими руками

Известные производители используют только качественные материалы, оснащая модели множеством приборов контроля, делая процесс выполнения работ не только комфортным, но и безопасным.

Самодельные приспособления не могут обеспечить заводское качество, однако вполне подойдет для выполнения ремонта литиевых аккумуляторов в домашних условиях. На форумах можно найти множество схем и чертежей приспособлений, которые можно использовать в любых условиях.

Независимо от типа назначения, точечная сварка для аккумуляторов 18650 своими руками потребует следующих материалов для сборки:

• Аппарат для понижения напряжения электрического тока.
• Материал для станины с диэлектрическими свойствами.
• Бруски из дерева в качестве несущих элементов.
• Устройство для подачи питания.
• Медный провод с изоляцией в качестве материала для вторичной обмотки.
• Кабель для подключения к домашней сети.
• Электродные наконечники (отлично подойдут медные стрежни).
• Метизы для крепежа конструкции.

После подготовки всех комплектующих, приступают к сборке.

Дополнительная информация. Можно использовать обычный трансформатор из микроволновой печи. В этом случае его необходимо модернизировать, для соответствия сварочным параметрам

В качестве электронной начинки рекомендуем обратить внимание на модули ардуино (arduino)

Источник тока

Лучше всего будет использовать трансформатор из старого телевизора – на досках объявлений раритетные модели стоят сущие копейки

Обратите внимание, что для выполнения сварочных работ необходима мощность не менее 200 Вт. Параметры первичной обмотки должны соответствовать параметрам домашней сети – 220 В, 50 Гц

В первую очередь необходимо полностью избавиться от вторичной обмотки с помощью слесарных инструментов – ножовки, молотка и зубила

Данную процедуру следует выполнять с особой осторожностью. Неаккуратные действия могут повредить первичную обмотку, после чего ее придется восстанавливать

Новую вторичную обмотку делают из толстого изолированного кабеля. Для получения необходимых параметров достаточно 4 витков. В этом случая параметр силы тока повысится до 300 А и снизит напряжение до безопасного, для здоровья человека, уровня.

Продолжительность воздействия сварочного тока на соединяемую поверхность регулируется с помощью устройства для подачи питания. Как правило, для качественного контакта, рабочий цикл должен длится не более 2 с.

Вышеописанная схема является самой простой из возможных. Если добавить в устройство конденсаторы и тиристор, ток будет подаваться импульсно, с четко отмеренной длиной. Таким образом, самоделка будет обладать свойствами споттера, автоматизируя рабочий процесс.

Рабочие элементы

Для безопасного выполнения сварки несущие элементы конструкции должны быть изготовлены из диэлектрических веществ. Специалисты рекомендуют использовать следующие материалы:

• фанера,
• оргстекло,
• дерево.

На один из углов станины устанавливают трансформатор. По другим сторонам устанавливают стойки, прикрепляя их к основе с помощью саморезов или болтов. В верхней части стоек необходимо сделать отверстие для механизма с электродными стержнями.

Главная часть рабочего узла – медные стержни, которые играют роль электродов. Их диаметр должен находиться в диапазоне от 1 до 5 мм. Стержни большего сечения можно подточить до нужной величины.

Торцевое расстояние не должно быть большим – агрегаты не предназначены для соединения толстых листов. Оптимальной считают удаленность 3-4 мм.

Подводящие кабели должны быть оснащены медными или алюминиевыми наконечниками, которые крепятся к рычагу с помощью болтов.

Устройство для подачи питания должно располагаться в удобном месте, в зоне свободного доступа – это упростит процесс эксплуатации.

Согласно требованиям техники безопасности все провода должны быть надежно заизолированы.

Как применять в работе с АКБ 18650

Для сварки аккумуляторов 18650 необходим короткий импульс (0,01-0,1 секунды), иначе будет прожжен материал самой АКБ. Важно, чтобы временные интервалы были конгруэнтны. Первичную обмотку рассчитывают на 220 В, напряжение до 6 В, сила тока составляет 100-1000 А. При пайке вручную невозможно точно отмерять хронометраж, необходимо использовать таймер. Иногда сваривают миниатюрные элементы, которые не испытывают нагрузок. При сварке батареек используют агрегат на 12 В, им можно обрабатывать тонкие листы металла.

Рекомендуем к прочтению Описание технологии контактной точечной сварки

Технология в общем

С точки зрения технологии при контактной сварке происходит соединение двух металлических элементов, механическое давление на них, нагревание до высокой температуры. Время воздействия на шов – всего 2-3 мс, площадь нагрева – несколько квадратных миллиметров.

Для сварки аккумуляторов необходим короткий импульс.

В технике, где отсутствуют трансформаторы, тепловая зона возникает в зоне сопротивления контакта (на плоскости). Сила тока доходит до 100 А, время воздействия импульса не превышает 0,006 секунды.

Сварочные приемы

Для работы небольших инверторов (вес до 8,4 кг) достаточно напряжения 220 В. Зона плавления окутана во время работы газами, они защищают материал от лишнего контакта с кислородом. Искусство сварки – это умение управлять электродами: необходимо правильно выстроить угол наклона и силу тока.

При работе с трансформатором возникают сложности:

1. Аппарат громоздкий.
2. Слишком сильно шумит.
3. «Просаживает» сеть (скачет напряжение).

Для нормальной работы необходим прибор соответствующих параметров.

Способы избежания ошибок

При работе с точечной сваркой новички нередко совершают ошибки, избежать их возможно, если учитывать следующие факторы:

1. При жестких режимах сварки недопустимо, чтобы возникали трещины, прожоги. Причина – слишком большая сила тока.
2. Вмятин от электродов не должны быть глубиной более 10%.
3. Не должно происходить выдавливание лишнего металла.
4. Недопустимо излишнее проваривание зоны обработки.
5. Чтобы не появлялись внутренние дефекты, параметры обработки остаются константными.
6. Если степень плавления недостаточна, то это формирует неправильное образование точки фиксации.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов.

1. Нужно ли использовать флюс?
   – Нет, это лишнее.
2. Нужно ли надевать респираторы при работе?
   – Дыма будет немного, и респираторы не нужны.
3. Может ли ток ударить человека при сварке автомобильным аккумулятором?
   – Может, если не надеть перчатки.
4. Можно использовать обычную сварку для соединения АКБ?
   – Нельзя, АКБ испортится от сильного тока.
5. Почему не подойдет пайка?
   – Из-за большого нагрева.

Преимущества и недостатки

Точечная сварка надежна и эстетична, время приложения усилий, подачи тока и сжатия рассчитывают, используя циклограмму процесса соединения металла.

Преимущества точечной сварки:

1. Допустимо работать с самыми разными элементами (в т. ч. миниатюрными) из различных металлов.
2. Структура металла в точке фиксации не видоизменяется.
3. Высокая производительность (до 800 точек/мин.).
4. Возможность автоматизировать процесс.
5. Выполнять работы способен сварщик невысокой квалификации.

Однако сварка травмоопасна, надо соблюдать осторожность. Работник может получить ожог от раскаленных брызг. Испарения могут повредить легкие. Есть риск поражения электрическим током.