Схема аппарата точечной сварки для аккумуляторов

Сварка аккумуляторов 18650. Делаем аппарат своими руками

Появилась необходимость произвести сварку аккумуляторов 18650. Почему сварить, а не спаять? Да потому что пайка не безопасна для аккумуляторов. Пайкой может повредиться пластиковый изолятор, и в результате произойдет короткое замыкание. Сваркой же высокой температура достигается на очень короткий промежуток времени, которого просто недостаточно для нагрева аккумулятора.

Поиск по интернету готовых решений привел меня к довольно недорогим вариантам, правда только с доставкой из Китая. Поэтому, было приятно решение собрать его самостоятельно. Тем более, что «заводские» аппараты точечной сварки используют некоторые основные комплектующие самоделок, а именно трансформатор от микроволновки. Да, да, именно он нам и пригодится в первую очередь.

Список необходимых компонентов сварочного аппарата аккумуляторов.
1. Трансформатор от микроволновой печи.
2. Плата Arduino (UNO, nano, micro и т.д.).
3. 5 клавиш — 4 для настройки и 1 для сварки.
4. Индикатор 2402, или 1602, или еще какой02.
5. 3 метра провода ПуГВ 1х25.
6. 1 метр провода ПуГВ 1х25. (чтобы вас не запутать)
7. 4 медных луженые кабельных наконечников типа КВТ25-10.
8. 2 медных луженых кабельных наконечников типа SC70.
9. Термоусадка с диаметром 25 мм — 1 метр.
10. Немного термоусадки 12 мм.
11. Термоусадка 8 мм — 3 метра.
12. Монтажная плата — 1 шт.
13. Резистор 820 Ом 1 Вт — 1 шт.
14. Резистор 360 Ом 1 Вт — 2 шт.
15. Резистор 12 Ом 2 Вт — 1 шт.
16. Резистор 10 кОм — 5 шт.
17. Конденсатор 0.1 мкФ 600 В — 1 шт.
18. Симистор BTA41-600 — 1 шт.
19. Опторазвязка MOC3062 — 1 шт.
20. Клемма винтовая двухконтактная — 2 шт.
По компонентам вроде бы все. Но можно заказать готовый модуль платы управления сварочником.

Процесс переделки трансформатора.
Удаляем вторичную обмотку. Она будет состоять из более тонкого провода, и количество ее витков будет велико. Рекомендую срезать ее с одной стороны. После того как обрезали, выбиваем по очереди из каждой части. Процесс не быстрый. Так же нужно будет выбить разделяющие обмотки пластины, которые проклеены.

После тог, как у нас трансформатор остался с одной первичной обмоткой, готовим провод для намотки новой вторичной обмотки. Для этого берем 3 метра провода ПуГВ 1х25 сечением. Полностью снимаем изоляцию со всего провода. Надеваем на провод термоусаживаемую изоляцию. Нагреваем, чтобы усадить. За отсутствием промышленного фена, я производил усадку над пламенем свечи. Замена изоляции нужна для того, чтобы провод смог полностью влезть в место для обмотки. Ведь родная изоляция довольно толстая.

После того как усадили новую изоляцию, режем провод на 3 равные части. Складываем вместе и мотаем такой сборкой два витка. Мне в этом нужна была помощь. Но все получилось. Затем ровняем провода между собой, зачищаем и надеваем на 2 конца 2 кабельных медных наконечника сечением 70. Медных я найти не смог, брал медные луженые. Кстати, провода влазят, стоит только постараться. Как надели, берем кримпер для обжима таких наконечников и обжимаем. Такие кримперы являются, к тому же, гидравлическими. Получается куда лучше, чем сбивать молотком либо еще чем-нибудь.

После этого я взял термоусадку диаметром 25 мм и накинул ее на наконечник и всю часть провода, отходящую от трансформатора.

Подготовка сварных проводов.
Для того чтобы удобнее было варить, я решил сделать отдельные провода. Выбрал, опять же, сверхгибкий силовой провод ПуГВ 1х25 красного цвета. Стоимость, кстати, не отличалась от других цветов. Взял такого провода один метр. Так же взял еще 4 медных луженых наконечника 25-10. Разделил провод пополам и получил две части по 50 см. С каждой стороны зачистил провод по 2 см и надел термоусадку заранее. Теперь накинул медные луженые наконечники и обжал тем самым кримпером. Термоусадку усадил, и все, провода готовы.
Теперь нужно подумать, чем будем варить. Мне приглянулось на местном радиорынке жало для паяльника диаметром 5 мм. Взял две штуки. Теперь нужно было подумать, куда их и как крепить. И тут вспомнил, что в магазинчике, где брал провода, видел шины нулевые, как раз с множеством отверстий с диаметром 5 мм. Тоже взял две штуки. На фото вы увидите, как я их прикрутил.

Монтаж электронных компонентов.
Для постройки сварочного аппарата решил использовать плату Arduino. Хотел, чтобы можно было настроить и время проварки, и количество таких проварок. Для этого использовал дисплей 24 символа на 2 строки. Хотя можно использовать любой, главное в скетче настроить все. Но о программе позже. Так, основной компонент в схеме — симистор BTA41-600. Вот схемы сварочного аппарата для аккумуляторов.

Схема блока клавиш.

Схема силового блока.

Схема подключения дисплея к Arduino.

Вот как все это спаял. Не стал заморачиваться с платой, не хотел тратить время на рисование и травление. Нашел подходящий корпус и приспособил все с помощью термоклея.

Тут фото процесса допиливания программы.

Вот как временно сделал сварочную клавишу. В будущем хочу найти готовую ножную клавишу, чтобы руки не занимать.

С электроникой разобрались. Теперь поговорим о программе.

Программа микроконтроллера сварочного аппарата.
За основу программы взял некоторую часть из этой статьи https://mysku.ru/blog/aliexpress/37304.html. Правда пришлось ее значительно изменить. Не было энкодера. Нужно было добавить количество проварок. Сделать так, чтобы настройки можно было производить четырьмя кнопками. Ну и чтобы сама сварка осуществлялась по ножной клавише, либо еще какой, без таймеров.

int bta = 13; //Вывод к котрому подключен симистор
int svarka = 9; // Вывод клавиши сварки
int secplus = 10; // Вывод клавиши увеличении времени варки
int secminus = 11; // Вывод клавиши уменьшении времени варки
int razplus = 12; // Вывод клавиши увеличения количества проварок
int razminus = 8; // Вывод клавиши уменьшении количества проварок

int lastReportedPos = 1;
int lastReportedPos2 = 1;
volatile int sec = 40;
volatile int raz = 0;

LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);

pinMode(svarka, INPUT);
pinMode(secplus, INPUT);
pinMode(secminus, INPUT);
pinMode(razplus, INPUT);
pinMode(razminus, INPUT);
pinMode(bta, OUTPUT);

lcd.begin(24, 2); // Указываем какой установлен индикатор
lcd.setCursor(6, 0); // Устанавливаем курсор в начало 1 строки
lcd.print(«Svarka v.1.0»); // Выводим текст
lcd.setCursor(6, 1); // Устанавливаем курсор в начало 2 строки
lcd.print(«Tehnopage.ru»); // Выводим текст
delay(3000);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(«Delay: Milliseconds»);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(«Repeat: times»);
>

for (int i = 1; i = 201 ) <
sec = 200;
lastReportedPos = 199;
>
else
< if (lastReportedPos != sec) <
lcd.setCursor(7, 0);
lcd.print(» «);
lcd.setCursor(7, 0);
lcd.print(sec);
lastReportedPos = sec;
>
>

if (raz = 11 ) <
raz = 10;
lastReportedPos2 = 9;
>
else
< if (lastReportedPos2 != raz) <
lcd.setCursor(8, 1);
lcd.print(» «);
lcd.setCursor(8, 1);
lcd.print(raz);
lastReportedPos2 = raz;
>
>

if (digitalRead(secplus) == HIGH ) <
sec += 1;
delay(250);
>

if (digitalRead(secminus) == HIGH ) <
sec -= 1;
delay(250);
>

if (digitalRead(razplus) == HIGH ) <
raz += 1;
delay(250);
>

if (digitalRead(razminus) == HIGH ) <
raz -= 1;
delay(250);
>

if (digitalRead(svarka) == HIGH ) <
fire();
>

Как и говорил. Программа расчитана для работы на индикаторе 2402.

Если у вас дисплей 1602, замените эти строки следующим содержанием:

Источник

Как самостоятельно провести точечную сварку аккумулятора

Аккумуляторы применяются во многих бытовых приборах и инструментах. Иногда, необходимо заменить один или несколько элементов. Они соединяются в блок определенного напряжения, и полюса привариваются между собой металлической полосой при помощи точечной сварки.

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.

Простейший способ

Самый простой способ – это сварка аккумуляторов самой аккумуляторной батареей. Для этого потребуется:

• любой автомобильный аккумулятор, подойдет от дрели или шуруповерта;
• два жала паяльника или кусок толстого одножильного медного провода;
• реле на 500-1000 А;
• конденсатор;
• переменный резистор;
• многожильный медный провод сечением 30-40 мм2;
• переключатель.

В полевых условиях, чтобы приварить к батарее никелевую пластину, достаточно аккумулятора, проводов для зарядки, куска монолитного провода и изоленты.

Из провода делается два электрода. Их концы зачищают, выравнивают и фиксируют изолентой. Между концами проводов должно быть расстояние 2-3 мм, торцы находятся в одной плоскости.

За другие концы монолитного провода цепляют с помощью зажимов кабеля для зарядки. Предварительно зарядный кабель присоединяется к клеммам рабочего аккумулятора. Полярность значения не имеет.

Точечная сварка готова. Никелевая лента устанавливается на литиевый аккумулятор. К ленте прижимают концы электродов, которые находятся под напряжением.

Произойдет короткое замыкание, и металл в точке соприкосновения расплавится. Электроды надо быстро убрать во избежание прожигания никелевой пластины.

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.

Из трансформатора

Точечную сварку для аккумуляторов можно сделать своими руками из трансформатора. Ею можно сваривать не только батареи, но и любые тонкие металлические изделия.

Для сварки аккумуляторов трансформатор большой мощности не требуется, на 300-500 Вт достаточно. Главное, чтобы была возможность перемотать вторичную обмотку.

Первичная обмотка должна быть на 220В 50 Гц. В качестве намоточного провода на вторичную обмотку нужно применить изолированный медный провод большого диаметра. Требуется сделать три-четыре витка.

Корпус аппарата точечной сварки можно сделать из оргстекла или фанеры. Оргстекло конечно предпочтительней. Основание корпуса должно быть такого размера, чтобы вмещался трансформатор с соединительными проводами, кнопка и рычаг с электродами.

Рычаг крепится на оси между стойками из алюминиевого уголка, которые в свою очередь саморезами закрепляются к основе прибора. Длина рычага делается с таким расчетом, чтобы электроды, закрепленные на нем, доходили до рабочей площадки основания устройства. Диаметр электродов должен быть 3-5 мм. Их концы подтачивают и выравнивают торцы.

Вторичная обмотка трансформатора подключается к электродам с помощью многожильного медного провода сечением не менее чем сечение электродов. Длина проводов от вторичной обмотки до рабочей части должна быть минимальной. Соединения лучше проварить для уменьшения сопротивления цепи или соединять через клеммные колодки под винт.

Рабочая кнопка устанавливается на одном из выводов вторичной обмотки. На рычаге и кнопке устанавливаются пружины. Они нужны для их быстрого возвращения в исходное состояние.

Чтобы установить определенную длительность сварочного импульса, вместо кнопки можно использовать тиристор или силовое реле, управляемое RC цепью. Резистор должен быть переменным, а емкость конденсатора достаточно большой, чтобы позволял менять длительность импульса в пределах от десятков до сотен миллисекунд.

Имеется большое количество схемных реализаций точечной сварки для аккумуляторов. Многое зависит от имеющихся материалов. Схемы могут меняться для увеличения функциональности устройства, улучшения его потребительских свойств, но суть остается прежней.

Аппарат из конденсаторов

Аппарат для точечной сварки из конденсаторов потребует 8 емкостей по 15000 мкФ на напряжение 25 В. Конденсаторы надо соединить параллельно, чтобы общая емкость стала 120000 мкФ.

Для зарядки можно использовать любой источник напряжения на 12-24 В. Подключается он через выключатель. К выводам конденсатора также подсоединяются электроды через медный кабель сечением 16-30 мм2.

Электроды располагаются параллельно друг другу на расстоянии трех миллиметров. Торцы обтачиваются и выравниваются. Процесс сварки происходит следующим образом.

Конденсаторы заряжаются, выключатель отключает источник зарядки. Никелевая соединительная пластина устанавливается на аккумуляторе. Электроды прижимаются к пластине, замыкая выводы конденсаторов через нее.

Пока происходит разряд емкости идет процесс сварки в точке контакта. Для регулировки длительности импульса можно использовать тиристор, управляемый RC цепью с заданными параметрами.

Точечная сварка для аккумуляторов от обычной точечной сварки отличается малой мощностью и формой рабочих элементов. У обычных аппаратов свариваемая деталь находится между электродами, у сварки для аккумуляторов электроды располагаются с одной стороны свариваемого изделия.

Источник