Принцип работы точечной сварки для аккумуляторов

Точечная сварка для аккумуляторов 18650 своими руками за 5 шагов

Метод пайки здесь не подходит, так как при таком способе соединения происходит сильный нагрев внутренней части батареи, что приводит к выходу ее из строя. Поэтому если требуется самостоятельно провести ремонт литий-ионных батарей, то нужно приобрести аппарат точечной сварки (споттер) или сделать его самому.

Суть и применение точечной сварки – 3 шага при монтаже

Приспособление для сварки состоит из элемента управления и источника питания.

Источник питания — это ток, элемент управления — это те детали, которыми человек осуществляет весь процесс соединения деталей.

1. Батарею нужно поставить на ровную поверхность, на контакты положить небольшую пластинку, соединяющую несколько ёмкостей в одну.
2. При сварке потребуется использовать несколько медных электродов, которые располагаются параллельно и прикладываются к пластине.
3. Когда ток начнёт подаваться на электроны, произойдёт небольшое замыкание, и пластина присоединится к батарее — сверху на ней появятся заметные маленькие точки.

Это хороший вариант сборки АКБ, заменяющий пайку. Дело в том, что при пайке литийный накопитель сильно перегреется, и в результате он испортится.

Используя подобный вид сварки, получим мгновенный разряд, который качественно скрепит материал, но изделие при этом не будет перегрето. Таким способом можно починить батарею шуруповерта, ноутбука и иной техники.

В домашних условиях

Для удобства и повышения качества сварки в домашних условиях применяют дополнительные элементы.

Многожильный силовой провод с помощью зажимов присоединяют к рабочему аккумулятору, а другие концы к нормально-разомкнутому контакту реле и к жалу паяльника.

Второй контакт реле подсоединяют ко второму жалу. В результате получается такая схема, что при замыкании контактов реле на концах жал (электродов) будет присутствовать напряжение рабочего аккумулятора.

Для управления реле используется конденсатор большой емкости, резистор и переключатель. Конденсатор и резистор соединяются последовательно. Один вывод конденсатора подключен к батарее. Общий вывод переключателя подсоединяется к резистору.

В исходном состоянии переключатель должен находиться в положении, когда он замкнут на рабочий аккумулятор. Конденсатор зарядится. Обмотка управления реле одним контактом подсоединяется к выводу емкости, соединенной с аккумулятором, а второй подсоединяется к свободному выводу переключателя.

При переключении напряжение с конденсатора поступает на управляющую обмоток. Пока емкость разряжается, реле замкнуто, и через него может проходить ток в случае замыкания цепи.

Для сварки достаточно на элемент литиевого аккумулятора поставить никелевую соединительную ленту, на нее два жала, прижать и нажать на переключатель. Контакты реле замкнутся, на электродах появится напряжение.

Так как они замкнуты через пластину, через нее потечет ток короткого замыкания, который вызовет расплавление металла между точками касания электродов. Сварка произведена.

С помощью резистора можно регулировать длительность управляющего импульса. Регулировку можно проводить опытным путем. Она необходима при изменении напряжения рабочего аккумулятора и толщины свариваемого материала.

Как избежать 4-5 ошибок при работе с аппаратом для АКБ 18650

После того, как аппарат будет собран, необходимо провести испытание. Чтобы не допустить ошибок это делается в определенной последовательности:

1. На подготовленное основание ставим несколько отработанных аккумуляторов, что потребовалось соединить в блок. Для удобства их обматывают скотчем, чтобы они уже располагались в виде готового изделия.
2. К верхним краям контактов помещаем соединительную пластину. Убедитесь, что пластина равномерно распределена по всей длине будущего сооружения.
3. Прижимаем электроды. Включаем ток и сварка должна заработать.
4. На каждой батарее делаем несколько точек — достаточно 2, чтобы фиксация была более надежной.

Управляющий орган удаляется от батареи и проверяется надежность схватки – один раз дергаем контакт рукой. Если он не оторвался, то конструкция соединена надежно.

Если используется аккумуляторная батарея от автомобиля, то работать нужно только в защитных перчатках. На электродах всегда будет постоянный ток. Именно поэтому работать нужно очень аккуратно, чтобы он не замкнулся на посторонних предметах или человеке.

Контактная (точечная) сварка для аккумуляторов, своими руками

Версия из автомобильного аккумулятора

Существует и более быстрый способ создания аппарата для сварки батарей, который не требует перемотки трансформатора. Это самодельная точечная сварка от автомобильного аккумулятора. Она позволяет получить такое же соединение, как и предыдущее устройство, но имеет простую комплектацию и принцип работы.

Источником тока служит заряженный АКБ от машины. Замыкания его клемм достаточно чтобы приварить контакт на батарее. Органами управления являются электрическая колодка с сечением не менее пяти квадратов и два медных стержня, зафиксированные в ней. Для удобства длина электродов покрывается изоляцией, а для выставления постоянного расстояния между торцами надевается соединитель. Важно поставить мощную модель, иначе от нагрева стержней он будет плавиться.

Провода от АКБ заводятся в клеммник колодки. После этого можно сразу осуществлять сварку. Недостатком является более высокое напряжение — 12 V, которое способно прожечь пластину при плохом контакте с поверхностью. Чтобы это предупредить концы медных стержней подтачиваются надфилем для плотного прижимания.

Еще важно знать 4 нюанса о конденсаторной сварке

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.

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.

Благодаря этому преобразованию сила тока будет увеличена примерно до 300 ампер. Концы провода должны быть изолированы и обжаты.

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.

Можно использовать тиристор и конденсаторы, если перед вами стоит цель создания модели с лучшими характеристиками. Благодаря данному устройству ток будет подаваться более импульсивно, с необходимыми временными интервалами.

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.

Рычаг должен быть размещен так, чтобы в момент работы (при опускании) он доставал до середины рабочей поверхности. На торце рычага должны быть расположены заточенные электроды диаметром 2-4 миллиметра.

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.

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.

Плюсы и минусы

Выбранный метод обладает рядом положительных и отрицательных характеристик.

• небольшая цена (приспособление, выполненное собственноручно, стоит гораздо меньше заводского аппарата, его можно выполнить из подручных материалов);
• малое количество мощности (для работы вам понадобятся небольшие объемы энергии);
• взаимодействие с металлами разного типа (точечная сварка подходит для многих металлов, в том числе для тонкого литьевого);
• контроль показателей и регулировка условий труда.

• возможное повреждение корпуса из-за недостаточной защиты;
• условия сварки могут быть отрегулированы, но осуществить персональную настройку параметров нельзя;
• конструкция предназначена для простых работ, для скрепления сложных конструкций самодельный аппарат не подойдет.

Требования

Для получения качественного результата необходимо соблюдать следующие требования:

1. Длительность рабочего цикла не превышает 3 мс.
2. Конденсаторы получают рабочий уровень энергии за короткий промежуток времени.
3. В качестве предварительной подготовки выполняют очистку от загрязнений и обезжиривание поверхности.
4. На роль электродов лучше всего подойдут медные стрежни. Их толщина быть в три раза больше, чем самое тонкое место заготовки.
5. В момент контакта соединяемые элементы должны быть плотно прижаты друг к другу. После разряда необходим небольшой промежуток времени, для кристаллизации соединения, поэтому электроды отсоединяют с небольшой задержкой.

Технологические особенности

Технология, при которой место соприкосновения двух соединяемых металлов подвергается механическому усилию сжатия и последующему нагреву в результате пропускания электротока, называется контактной сваркой.

Контактная сварка

Конденсаторная сварка (КС) представляет одну из разновидностей подобной технологии с использованием аккумулированной энергии. Основное её отличие – кратковременная подача тока на стык, обусловленная временем разряда конденсаторов.

Внимание! Источником энергии электрического тока, проходящего через место контакта, служат конденсаторы, имеющие большую ёмкость. Разряжаясь через сварочную зону, они расплавляют металлы.

Время воздействия тока на шов минимизировано (до 3 мс), тем самым нагрев получается дозированный и максимально нацеленный на место контакта. Этим обеспечивается устойчивое качество соединения деталей в местах стыка.

Используемое оборудование

Существует деление установок на трансформаторные и безтрансформаторные модели. Наличие трансформатора позволяет регулировать напряжение заряда и ток разряда. Использование при разряде понижающего трансформатора даёт увеличение сварочного тока.

У безтрансформаторного оборудования свои плюсы: конструктивная простота и возможность образования теплового поля непосредственно в зоне сопротивления контакта (на плоскости). В этом случае импульс тока, доходящий до 100 А, действует на заготовки в течение 0,005 с. При необходимости токи увеличивают до 1,2 кА (при U = 60 V) и воздействуют на детали до 0,6 с.

Трансформаторная и безтрансформаторная схемы КС

Основные приёмы

Соединение двух металлов с помощью КС можно выполнять несколькими способами. К ним относятся следующие категории подобной технологии:

• точечная – применяется для сопряжения элементов, у которых большая разница в толщине материала (лист и шпилька), а также используется для выполнения электровакуумных электронных изделий и в точном приборостроении;
• шовная или роликовая – с помощью такой технологии соединяют мембраны и сильфоны, контактными электродами служат ролики, а место соединения являет собой сплошной шов;
• стыковая – разряд сначала оплавляет концы заготовок, потом их прижимают (метод оплавления), или ток подают в момент соприкосновения поверхностей (метод сопротивления).

Информация. Метод оплавления требует обязательного наличия выступа на привариваемых деталях. Это цилиндр диаметром 0,6-0,8 мм и высотой 0,55-0,75 мм. Такой выступ позволяет точно позиционировать место сварки и гарантировать устойчивую дугу горения по всей поверхности при разряде конденсатора.

Основные преимущества

К плюсам КС можно отнести следующие моменты:

• прочность места соединения;
• малая потребляемая мощность агрегатов;
• возможность автоматизации работы;
• большая производительность при простоте процесса;
• узкий сектор температурного воздействия;
• отсутствие всплесков нагрузки в сети питания при наличии больших сварочных токов.

Некоторые недостатки

Наличие специальных сварочных устройств и дополнительного оборудования, лимит на применение больших сечений могут вполне считаться минусами подобной технологии.

Этапы работы

Процесс выполнения конденсаторной сварки довольно простой, и понять его сможет даже человек, который никогда не делал подобную работу. Она выполняется в три этапа, на которые затрачивается минимальное количество времени. От точности соблюдения порядка действий будет зависеть качество шва и прочность конструкции.

Порядок действий:

1. Начальная стадия процесса подразумевает тщательную подготовку свариваемых деталей. Первым делом с их поверхности счищается ржавчина. Затем удаляются пыль, остатки каких-либо веществ и прочие загрязнения. Если этого не сделать, то шов получится кривым и хрупким.
2. Обе заготовки стыкуются друг с другом в нужном положении.
3. Затем они помещаются между двумя электродами.
4. К месту соединения подводятся контакты.
5. Мастер включает устройство, и на них подаётся импульс нужной силы.
6. После завершения этой процедуры электроды возвращаются в начальное положение.
7. Соединённые детали вынимаются, и проверяется качество шва.
8. При необходимости заготовки поворачиваются под нужным углом, и сварка продолжается аналогичным образом.

Читать также: Патрон для дрели миксера

Контактный блок

Приспособление отвечает за крепёж и перемещение стержней. В большинстве ситуаций установка предусматривает фиксацию ручного образца. Более качественное же фиксирует нижний, и делает подвижным верхний стержень (готовый блок напоминает слесарные тиски). Здесь закрепляется медный прут небольшой длинны и с окружностью 0.8 см. Он должен свободно двигаться в вертикальной плоскости. Нижний же остаётся в неподвижном состоянии. Также на верхней части устанавливается регулятор винтового образца, благодаря которому можно создать дополнительное давление. При этом верхняя площадка и основание энергоблока должны быть наделены хорошей изоляцией друг от друга. В некоторых моделях сверху можно прикрепить фонарь, это придаст дополнительное удобство для работы.

Чем отличается конденсаторный способ от других видов?

Первое отличие, которое бросается в глаза, это скорость сварки и её экологичность. Стандартный прибор для конденсаторной сварки работает на высоком напряжении. Это и позволяет сэкономив электроэнергию, получить качественный и ровный шов. Основное её применение лежит в микросварке или же при надобности осуществить сварку больших сечений. Это происходит при таком принципе:

1. Конденсаторы собирают в себе требуемое количество энергии;
2. Заряд переходит в тепло, которое используется для сварки.

Как уже упоминали ранее, этот вид сварки является экологически безопасным. Приборам не требуется жидкость для охлаждения из-за отсутствия тепловых выделений. Это преимущество позволяет прибавить времени к сроку эксплуатации конденсаторного устройства.

Инструкция по применению сварочной установки

1. Аппарат помещают на верстак или на рабочий стол так, чтобы оператор мог комфортно управлять процессом сварки:
2. Пальчиковые акб вставляют в проёмы платформы. Гнёзда сделаны так, чтобы, кроме батарей, свободно помещалась контактная лента (см. видео ниже).
3. Платформу подводят под электроды.
4. Рукой опускают верхнюю планку с медными контакторами, прижимая ленту к очередной клемме.
5. Пальцем другой руки нажимают на кнопку микровыключателя. Происходит точечное сваривание никелевой полоски с выводом аккумулятора.
6. Планку возвращают в первоначальное положение.
7. Платформу передвигают, подставляя очередное соединение.
8. Процесс сварки повторяют.
9. После того, когда заварены верхние клеммы, блок переворачивают и ленту загибают вверх, заводя её на очередные клеммы.
10. Сваривают выводы полюсов с никелевой полосой.
11. Остаётся приваривать к конечным сварным узлам блока соединительные клеммы, с помощью которых блок подсоединяют к потребителю.

Процесс сварки

Бензогенератор своими руками

Важно! Перед началом работ необходимо проверить сварку на ненужных деталях. В случае выявления прогара или непровара резистором (диммером) выставляют правильную силу тока установки.

Принцип действия

Объекты плотно скрепляются двумя проводниками, на которые подаётся кратковременный разряд электричества. Подобная реакция основывает дугу, которая своим жаром расплавляет сталь. После импульса продолжается сжатие под нагрузкой, что делает общий шов для пары предметов. Если рассматривать мероприятие подробнее, то она проходит так:

• накопительные конденсаторы собирают нужную энергию, которая поступает через первичную цепь;
• при контакте электрода с обрабатываемым материалом поступает интенсивный всплеск частиц, способствующий нагреву и плавке металлопроката;
• далее всё происходит повторно и в такой же последовательности.

Схема конденсаторной сварки ударного типа

Деятельность можно проводить с ограниченным количеством прокатов, и с толщиной не более 0,15 см.

Важно! Такой манерой возможно приварить тонкую проволоку к твёрдой стальной поверхности, при этом химические составы сплавов могут значительно отличаться.

Нужно отметить, что результат присоединения получается с очень положительными свойствами, а для агрегата не придётся покупать расходные компоненты. Во время применения допускается проявление нагрузки, которая создаёт помехи в электросети. Несмотря на это, конденсаторный подход закрепления широко распространён как в крупной промышленности, так и в частном использовании.

Читать также: Какой цвет забора выбрать

Источник