Источник для контактной сварки

Обновлено: 09.01.2025

В жизни каждого «радиогубителя» возникает момент, когда нужно сварить между собой несколько литиевых аккумуляторов — либо при ремонте сдохшей от возраста АКБ ноутбука, либо при сборке питания для очередной поделки. Паять «литий» 60-ваттным паяльником неудобно и страшновато — чуть перегреешь — и у тебя в руках дымовая граната, которую бесполезно тушить водой.

Мне совершенно не хотелось ради нескольких сварок в год искать трансформатор, пилить его и перематывать. Хотелось найти ультрадешёвый и ультрапростой способ сваривать аккумуляторы электрическим током.

Мощный низковольтный источник постоянного тока, доступный каждому — это обычная б.у. АКБ от машины. Готов поспорить, что он у вас уже есть где-то в кладовке или найдётся у соседа.

дождаться морозов. Подойдите к бедолаге, у которого не заводится машина — он скоро побежит за новым свежим аккумулятором в магазин, а старый отдаст вам просто так. На морозе старая свинцовая АКБ может и плохо работает, но после заряда дома в тепле выйдет на полную ёмкость.

Чтобы сваривать аккумуляторы током от батареи, нам нужно будет выдавать ток короткими импульсами в считанные миллисекунды — иначе получим не сварку, а выжигание дыр в металле. Самый дешёвый и доступный способ коммутировать ток 12-вольтовой батареи — электромеханическое реле (соленоидное).

Проблема в том, что обычные автомобильные реле на 12 вольт рассчитаны максимум на 100 ампер, а токи короткого замыкания при сварке в разы больше. Есть риск, что якорь реле просто приварится. И тогда на просторах Алиэкспресс я наткнулся на мотоциклетные реле стартера. Подумалось, что если эти реле выдерживают ток стартера, причём много тысяч раз, то и для моих целей сгодится. Окончательно убедило вот это видео, где автор испытывает аналогичное реле:

Моё реле было куплено за 253 рубля и доехало до Москвы меньше, чем за 20 дней. Характеристики реле с сайта продавца:

Предназначено для мотоциклов с двигателем 110 или 125 кубов
Номинальный ток — 100 ампер сроком до 30 секунд
Ток возбуждения обмотки — 3 ампера
Рассчитано на 50 тыс. циклов
Вес — 156 граммов

Агрегат порадовал качеством — под контакты выведены два омеднённых резьбовых соединения, все провода — залиты компаундом для водонепроницаемости.

На скорую руку собрал «тестовый стенд», контакты реле замыкал вручную. Провод использовал одножильный, сечением 4 квадрата, зачищенные наконечники фиксировал клеммником. Для подстраховки снабдил одну из клемм к АКБ «страховочной петлёй» — если бы якорь реле решил бы пригореть и устроить короткое замыкание, я бы успел сдёрнуть клемму с АКБ за эту верёвку:

Испытания показали, что машинка работает на твёрдую пятёрку. Якорь очень громко стучит, а электроды дают чёткие вспышки; реле не пригорает. Чтобы не тратить никелевую полосу и не практиковаться на опасном литии, мучил лезвие канцелярского ножа. На фото вы видите несколько качественных точек и несколько передержанных:

Передержанные точки видны и на изнанке лезвия:

Едем дальше. Как показал эксперимент на лезвии, выдержать необходимую длину импульса для сварки вручную невозможно, надо делать управление от тактовой кнопки или на микроконтроллере.

Сначала нагородил простую схему на мощном транзисторе, но быстро вспомнил, что соленоид в реле хочет кушать аж 3 ампера. Порылся в ящике и нашёл взамен транзистору MOSFET IRF3205 и набросал простую схему с ним:

Схема довольно нехитрая — собственно, MOSFET, два резистора — на 1К и 10К, да диод, предохраняющий цепь от индуцированного соленоидом тока в момент обесточивания реле.

Сначала пробуем схему на фольге (с радостными щелчками жжёт дырки насквозь через несколько слоёв), потом достаём из загашника никелевую ленту для соединения аккумуляторных сборок. Коротко жмём кнопку, получаем громкую вспышку, и рассматриваем прожжённую дыру. Блокноту тоже досталось — прожгло не только никель, но и пару листов под ним :)

Даже сваренную двумя точками ленту разделить руками не выходит.

Очевидно, что схема работает, дело за тонкой настройкой «выдержки и экспозиции». Если верить экспериментам с осциллографом того же товарища с YouTube, у которого я подсмотрел идею с реле стартера, то на срыв якоря уходит около 21мс — от этого времени и будем плясать.

Пользователь Ютуба AvE тестирует скорострельность реле стартера в сравнении с SSR Fotek на осциллографе

Дополняем схему — вместо нажатий кнопки вручную доверим отсчёт миллисекунд Ардуине. Нам понадобятся:

Контактная сварка для аккумуляторов 18650

Небольшая статья про самостоятельное изготовление аппарата для контактной сварки аккумуляторов (18650 и аналогичных). С помощью подобного устройства можно в домашних условиях ~~и из подручных материалов~~ сваривать и ремонтировать аккумуляторные батареи и сборки. Дешево, сердито и доступно каждому.

Приветствую всех!

Точечная сварка является разновидностью контактной сварки (источник).

Есть покупные варианты, тот же SUNKKO, но практически все варианты требуют доработки под свои материалы и нужны — увеличения тока, замены таймера и так далее. Проще самостоятельно изготовить вариант «под себя».

Преимущества — вы получаете заведомо функциональный вариант, с заложенными характеристиками. Какие вам нужны — такие и предусмотрите.
Базовые и проверенные варианты DIY строятся на базе мощного трансформатора (понижающего) и таймера с реле. Есть возможность сделать еще проще — просто электроды с питанием от автомобильного аккумулятора, но это не самый удобный вариант.

высокий ток сварки (до 600. 900А);
двойной импульс сварки;
подстройка длительности импульса (доли секунды);
питание платы без вспомогательного трансформатора;
открытая прошивка (Arduino) и возможность корректировки кода.

Плату управления можно найти в сборе, так и отдельно (печатную плату). Для самостоятельного изготовления печатной платы (ЛУТ) прикрепляю файл dot_svarka.lay6.

Дополнительно был куплен энкодер KY-040 для управления меню и внесения регулировок.

Для удобства был выбран OLED дисплей с диагональю 0,96" и шиной I2C (4pin). Этот вариант корректно работает с библиотеками Arduino, и внешне прилично выглядит. Можно использовать и другие варианты, при условии соответствующих правок.

Для подачи сигнала сварки используется кнопка или микропереключатель (концевик).
Подойдет и простая педалька, тут кому и что удобно. Это простое двухпроводное подключение.

Дополнительно потребуются провода, предохранители, вилка, коннекторы, вентилятор и так далее… Мелочевка, которую можно найти под рукой или в ближайшем радиомагазине. А у запасливого самодельщика должно быть в наличии.

Потребуются расходные материалы, например, никелевая лента для сварки элементов.

Есть неплохая модель 3D-печатной ручки для контактной сварки (Spot Welder Handle ZBU-4.2 w/button).

Сборка устройства не является затруднительной. Наиболее затратно для меня было найти хороший мощный понижающий трансформатор. Один из самых доступных вариантов — трансформатор от СВЧ-печи, вместо вторичной повышающей обмотки которого наматывается 1,5. 2 витка толстого медного провода (сечение 50. 70 кв. мм).

Сознательно не пишу про корпус устройства — никаких особых требований нет. Обычно используют корпуса для РЭА или от старых устройств. От себя могу порекомендовать экранировать корпус изнутри от помех импульса, а также предусмотреть вентилятор охлаждения трансформатора, который прилично нагревается при длительной работе.

Схема платы сварки выглядит следующим образом.

После сборки лучше всего провести тесты и определить оптимальные значения длительности импульса. В моем случае использован медный провод 6 кв. мм в качестве электродов.

Двойной импульс проваривает хорошо, длительность подбираем в зависимости от толщины ленты. На отрыв держит не хуже заводской сварки.

Теперь можно без проблем собрать большую батарею для электровелосипеда, отремонтировать батарею для гироскутера и модернизировать шуруповерт.

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

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

Все об аппаратах точечной сварки

Сварочные работы очень часто требуется проводить не только в промышленности, но и в бытовых условиях. В последнем случае наиболее распространенным типом сварки будет точечная или контактная. Она позволяет довольно быстро создавать надежное соединение различных металлических деталей. Причем какими-то серьезными навыками сварщика и не требуется обладать.

Важным преимуществом здесь будет и применяемое оборудование – аппарат точечной сварки. Учитывая его высокую стоимость, его можно создать даже собственноручно. В данной статье рассмотрим все об аппаратах точечной сварки.

Особенности

Если говорить о сути работы рассматриваемого приспособления, то он заключается в нагреве поверхностей из металла до температуры его плавления благодаря пропуску через него высокоточного импульса в течение короткого периода времени. Длительность подобного токового импульса обычно составляет от 1 сотой до 1 десятой секунды. Такой разброс по времени обусловлен характеристиками металла, с которым требуется работать. Под воздействием тока происходит нагревание и последующее расплавление поверхностей, а между ними происходит формирование жидкого ядра.

Пока не произойдет его застывание, поверхности требуется удерживать под давлением. Когда ядро кристаллизируется, происходит сцепление 2 поверхностей. А если говорить непосредственно о работе подобного приспособления, то она основана на том, что цепь конденсаторов заряжается небольшим зарядом тока, потом происходит их разрядка. Импульсной силы хватает для обеспечения требуемого рабочего режима.

Сферы применения

Если говорить о сферах применения точечной сварки, то в первую очередь ее используют для изготовления конструкций из разных сплавов, а также металлов. Например, создают различные конструкции из арматуры. Такая технология отличается крепостью соединения, что получается, скоростью и экологичностью. Она крайне востребована в автопромышленности. Ее часто применяют для работ с автокузовом и при выравнивании вмятин. Кроме того, она широко применяется в судо- и самолетостроении.

Высока ее востребованность и в создании радиоэлектронных устройств. Ее также используют для производства различного рода аккумуляторов. Например, ни одна модель литиевых батарей, что устанавливается в ноутбуках, не обходится без применения контактной сварки одностороннего типа. Подобный вариант сварки еще используют при создании разных ювелирных украшений. Не менее он востребован и в производстве различных товаров.

Например, очень часто с его помощью производятся изделия из нержавейки, различных вариаций стали и иных металлов.

Обзор видов

Если говорить о типах рассматриваемых устройств, то следует сказать, что различные устройства могут выдавать ток различной частоты и разнообразный по своей природе.

Обычно технику для сварки разделяют на 4 категории:

на токе переменного характера;
сваривание при помощи постоянного тока;
применение моделей конденсаторного типа;
сварка при низкой частоте.

Есть немало многоточечных устройств для сваривания сеток в производственных условиях. Особенностью такой техники будет проведение сварки одномоментно в ряде мест. То есть, как можно увидеть, существует немало видов устройств. Но наиболее популярными являются модели, что работают на токе переменного типа. Они обычно являют собой трансформаторы, обладающие парой электродов в обмотке вторичного типа. Материалом для них обычно выступает медь. Изделия размещаются между ними, что при помощи специального приспособления прижимают одна к другой.

В обмотке первичного типа располагается модуль тиристорного типа, через который напряжение в 220 либо 380 вольт идет на обмотку. Подавая электричество на тиристорную модель управляющего типа, можно получить требуемую длительность тока.

По мере изменения угла открытия тиристора, можно настроить форму сигнала, что идет на обмотку вторичного характера.

А также популярны модели, что работают на конденсаторах. Обычно они состоят из следующих элементов:

связка конденсаторных зарядов;
большая батарея емкостей;
устройство управления;
электроды с прижимом для заготовок; если говорить проще, то это модель с клещами.

Тут основой работы устройства будет достаточно долгое накопление электрического заряда на конденсаторных обкладках и резкое его выбрасывание при создании короткого замыкания искусственного характера через контактную точку. Такой аккумуляторный прибор позволяет применять оборудование с меньшей мощностью по сравнению со сварочными аппаратами иных типов. Поскольку емкость батареи является постоянной, получается номинированное энерговыделение на 1 импульс сварочного типа, что предоставляет возможность получения стабильного результата вне зависимости от того, как меняется сетевое напряжение и иные параметры сети.

Подобная сварка проводится в течение миллисекунд, что сопровождается большим выделением энергии в маленькой контактной области.

Нюансы выбора

Чтобы выбрать хороший аппарат для сваривания рассматриваемого типа, следует обратить внимание на 7 факторов, которые будут важны. Хотя существуют и иные характеристики, которые в определенных эксплуатационных условиях, могут сыграть серьезную роль. Итак, рассмотрим основные факторы.

Тип устройства. По данному критерию они могут быть переносными и стационарными. Переносной или ручной прибор обычно имеет небольшие габариты и массу до 16 килограммов. А стационарные модели применяются на производствах для создания изделий, что могут удерживаться в руках оператором. Такие устройства имеют большие габариты, а их масса может достигать 100 килограммов.
Режим воздействия. По этому критерию они бывают с односторонней и двухсторонней сваркой. Первый характерен для устройств, которые еще называют споттерами. Они обычно имеют специальный пистолет со штангой и обратным молотком, на кончике которого присутствует электрод в виде звезды треугольного типа, выполненный из меди. Такой режим применяется для больших вещей или при необходимости воздействия сварки на большой участок материала. А двухсторонний тип используется для сварки металла листового типа внахлест. Отличительной чертой таких моделей является наличие клещей.
Режим работы. Он может быть мягким и жестким, что зависит от электрического тока. При первом режиме плотность тока невелика, а продолжительность сварочного цикла будет составлять до 5 секунд. Во втором, ток имеет большую плотность, а длительность цикла составляет не более полутора секунды.
Максимальная величина сварочного тока. От данного аспекта зависят возможности, которые будет иметь сварочное оборудование. Ток в 3000 ампер дает возможность соединять вещи с сечением до 3 мм. Модели с 6000 ампер позволяют проводить соединение материалов до 4–5 миллиметров, а промышленные устройства на 10000–16000 ампер позволяют производить соединение заготовок до 9 миллиметров.
Максимальная толщина листов, что могут быть сварены. Этот параметр характеризует, какое наибольшее сечение может сварить устройство. При игнорировании этого показателя падает качество соединения. Параметр могут отображать на устройстве как общий, так и делать на 2 части. Если используется промышленная техника, то некоторые модели могут варить сразу 3 листа стали, в таком случае параметр может делиться на 3 части.
Напряжение для подключения. Чтобы подключить рассматриваемую категорию устройств к электрической сети, требуется либо 1-фазное напряжение 220 Вольт, либо 3-фазное – 380 Вольт. Обычно данная информация отражена в инструкции к конкретной модели аппарата. Ее наличие позволяет понять, где устройство можно использовать и можно ли включать его в простую бытовую сеть.
Метод управления. Наиболее дешевые модели, что представлены на рынке, имеют ручной режим управления. Обычно в таких моделях даже нельзя уменьшить силу тока. Устройства с управлением микропроцессорного типа проводят работу практически без вмешательства человека. Оператору только требуется указать тип соединения, что выполняется, а также толщину изделия. Остальное аппарат сделает самостоятельно.

Если говорить о дополнительных характеристиках, то при необходимости применять аппарат продолжительное время, следует посмотреть на вид его охлаждения.

Тут лучше будет отдать предпочтение моделям с водяным механизмом и радиатором. Они осуществляют ускоренный отвод тепла и обладают более длительным ресурсом работы.

Как сделать своими руками?

Как упоминалось, устройство подобного типа стоит дорого. И часто многие люди просто предпочитают использовать самодельный прибор такого типа. Существует масса возможностей сделать его самостоятельно. Наиболее распространенные варианты – переделка из инверторного сварочного аппарата, а также его создание из обычной СВЧ-печи. Рассмотрим один из способов создания такого устройства собственноручно.

Инструменты и материалы

Если говорить, что для этого нужно, то потребуется иметь под рукой следующие инструменты и материалы:

трансформатор переменного тока с напряжением вторичной обмотки от 15 до 25 вольт;
4 конденсатора, например, 2200 мкФ; их модель может варьироваться, ведь все будет зависеть от мощности, что потребуется получить;
кнопка;
кабели и провода;
проволока из меди;
диодная сборка для выпрямления; при желании можно использовать 1 диод для полуволнового выпрямления;
паяльник.

Потребуется еще схема предполагаемого устройства. Его работа будет проста – при нажатии на клавишу, что будет смонтирована на сварочной вилке, будет запускаться конденсаторная зарядка до 30 вольт. Потом на сварочной вилке формируется потенциал, ведь конденсаторы подключены параллельно вилке. Чтобы произвести сварку металлов, следует соединить их и прижать вилкой. Когда контакты замыкаются, формируется короткое замыкание, благодаря чему появляются искры и происходит сваривание металлов.

Изготовление

Сначала следует спаять конденсаторы, после чего потребуется сделать сварочную вилку. Тут следует взять 2 куска медной проволоки потолще. Теперь припаиваем их к проводам, а места пайки следует хорошо заизолировать при помощи изоленты. Для корпуса вилки можно взять трубку из алюминия с пластиковой заглушкой, откуда будут выходить сварочные выводы. Чтобы они не проваливались, потребуется посадить их на клеевой состав.

На клей следует посадить заглушку. Теперь потребуется припаять провода к клавише и приложить ее к вилке. Теперь все требуется обмотать изолентой. То есть, получается, что к сварочной вилке у нас будут идти 4 кабеля, из которых 2 будут предназначены для сварочных электродов, а еще 2 – для клавиши.

Теперь остается собрать устройство, осуществить припаивание вилки и клавиши включения. После того как этого было сделано, остается проверить работоспособность полученного устройства. Для этого следует включить его и нажать на клавишу зарядки, после чего должно начаться заряжание конденсаторов. Теперь требуется измерить напряжение на них. Оно должно быть где-то около 30 вольт. Пробуем произвести сварку металлов. Если все прошло хорошо, то на этом аппарат точечной сварки будет готов.

В следующем видео вас ждет подробный обзор аппарата точечной сварки FUBAG TS 3800.

Читайте также: