El bodového svařování baterií

Při přebalování 18650 lithium-iontových článků (při opravě baterie) nebo při vytváření nové baterie vyvstává otázka, jak propojit banky se stopkou. To se obvykle provádí jedním ze způsobů – bodovým svařováním nebo pájením. Každá metoda má své pro a proti. Tímto způsobem se při svařování vytváří velmi lokalizované a velmi krátkodobé zahřívání. To má pozitivní vliv na kapacitu baterie – separátor se během procesu neroztaví. Nevýhodou je malá plocha kontaktní náplasti, která může omezit maximální proud. V některých případech (sestavení baterie notebooku atd.) není potřeba krátkodobý vysoký proudový výstup, proto se považuje za vhodnější svařování. V ostatních situacích je volba metody na uživateli.

Co se dá vařit

Nejlepší možností svařování pro nové baterie 18650 je průmyslový stroj. Pro většinu uživatelů není dostupný, takže musíte udělat něco vlastního.

baterie

Podstatou metody bodového svařování, jako druhu odporového svařování, je rychlé zahřátí spojovaných kovových částí proudem procházejícím rozhraním. V tomto případě se uvolňuje velké množství tepla, které taví kov v místě kontaktu a stlačení přispívá k difúzi roztavených oblastí a vytvoření pevného spojení. Úkolem je získat dostatečně vysoký proud na rozhraní. Takový proud lze získat z baterie – například proudový výstup plně nabité autobaterie může být 700+ ampér. Maximální proud však závisí na přechodovém odporu v místě kontaktu svařovaných ploch, proto je důležité dbát na čistotu kontaktních ploch. Také proud omezuje průřez vodičů, takže musíte vzít vodiče s průřezem ne méně než 10 mmXNUMX. (nejlépe 16 mmXNUMX).

Vlastní bodové svařování pro 18650

Nejprve je třeba připravit stopku – jsou vyříznuty z niklové pásky (přesněji je páska vyrobena z poniklované oceli). Dále se musíte připojit k baterii – je lepší to udělat pomocí běžných automobilových svorek. Musí být připojeny k vodičům příslušného úseku. Na zadní straně můžete udělat speciální tipy, nebo to nemůžete udělat – není to příliš pohodlné, ale nebude zde žádný další přechodový odpor.

Vlastní bodové svařování pro 18650

Je potřeba vařit ve více bodech – obvykle ve 3..5. Na konci procesu musíte zkontrolovat kvalitu připojení – vytáhněte ji rukou. Stopka by se neměla odtrhnout.

Vlastní bodové svařování pro 18650

Svařovaný niklový pásek.

Transformátorové zařízení

Pokud nemáte po ruce baterii, můžete si vyrobit svářečku z transformátoru snižujícího rychlost. Vhodný je transformátor o celkovém výkonu 150..200 W. To znamená, že průřez středové tyče jádra by měl být 17. 20 mm2. Je nutné odstranit sekundární vinutí a navinout další – 3..4 (možná XNUMX) závity drátem příslušného průřezu. Na internetu se dají najít rady na navíjení sekundáru kabelem ze svářečky, ale pro přivaření přípojnic k bateriím dostatečný průřez vodiče (ne tlustý!) 10..16 mm.

READ
Organizace prostoru v domě: zajímavé řešení od Gosplan

Transformátory z vadných mikrovlnných trub nejsou pro tento účel špatné a kromě toho se dají koupit za cenu šrotu. V první řadě je potřeba odstranit sekundární vysokonapěťové vinutí a vyklepat bočníky (zabírají místo, které je už tak malé, a poněkud snižují výkon transformátoru).

Vlastní bodové svařování pro 18650

Transformátor z mikrovlnné trouby se vzdáleným sekundárním vinutím a vyraženými bočníky.

Na volné místo musí být položeny alespoň tři závity drátu. Pokud vezmete vodič o průřezu 16 mm4, můžete zkusit položit XNUMX otáčky.

Vlastní bodové svařování pro 18650

Položení sekundárního vinutí.

Výstupní konce vinutí mohou být opatřeny hroty. Musí být upevněny krimpováním, nikoli pájením – při zahřátí může pájka unikat.

Vlastní bodové svařování pro 18650

Svorky sekundárního vinutí s kabelovými oky.

Pro řízení proudu a trvání pulzu potřebujete modul NY-D01 a pro jeho napájení potřebujete malý transformátor s výstupním napětím 9..12 VAC. To vše je nutné zapojit podle schématu přiloženého k desce a schovat do vhodného pouzdra.

Vlastní bodové svařování pro 18650

Deska ovladače NY-D01.

Po konečné montáži si můžete zařízení vyzkoušet. Pro dosažení optimálního výsledku může být nutné upravit parametry svařování.

Vlastní bodové svařování pro 18650

Svařování pneumatik pomocí domácího zařízení.

Konstrukce transformátoru z mikrovlnné trouby je taková, že se znatelně zahřívá i na volnoběh. Nenechávejte primární vinutí pod napětím déle než půl hodiny.

Domácí výroba z kondenzátorů

Pokud není k dispozici transformátor s dostatečným výkonem, můžete zkusit použít baterii oxidových kondenzátorů. Kondenzátor má tu vlastnost, že uchovává energii po relativně dlouhou dobu a poté ji téměř okamžitě uvolňuje. Baterii dostatečné kapacity můžete sestavit z oxidů, nabíjet z libovolného dostupného zdroje napětí a vybíjet na kontakty svářečky.

Vlastní bodové svařování pro 18650

Princip činnosti svařovacího zařízení na kondenzátorech.

Odpor R závisí na zdroji nejvyššího proudu. Lze jej vypočítat pomocí vzorce R=U/Imax, kde:

Pokud tedy existuje 12voltový zdroj s nejvyšším proudem půl ampéru, pak by měl být odpor 24 ohmů a jeho výkon by měl být U * I u6d 100 wattů. Můžete dát rezistor s menším výkonem – výpočty ukazují, že baterie 000 12 mikrofaradů bude plně nabitá za XNUMX sekund a největší proud poteče pouze v prvním okamžiku, pak exponenciálně klesá. Ani rezistor s nižším výkonem nestihne vyhořet.

Počáteční proud závisí na napětí, na které jsou kondenzátory nabíjeny, a doba trvání vybíjecího proudu (a tedy energie přenášené na místo svařování) závisí na kapacitě baterie. Volí se podle potřeby – jak masivní budou svařované díly, jak je obtížné je zahřát.

READ
DIY zahradní altány: výběr stylu a materiálu

Kondenzátory musí vydržet provozní napětí s rezervou. Takže pro 12voltový zdroj je nutné použít kapacity alespoň 16 voltů.

Hotová zařízení z Číny

Pokud se nechcete zapojit do domácích produktů, můžete se uchýlit k pomoci online obchodních platforem v jihovýchodní Asii. Existují dvě možnosti, jak problém vyřešit:

  • vyzvednout hotové sestavy z 18650 baterií (pokud je třeba provést jednorázovou práci);
  • kupte si hotový stroj pro bodové svařování (pokud by se nepodařilo najít vhodnou sestavu nebo je čekají rozsáhlé práce).

V cenách roku 2021 bude takové zařízení stát od 1200 do 5000 rublů.

5000 W

Vlastní bodové svařování pro 18650

Svařovací stroj 5000W.

Číňané si s názvem nelámali hlavu a toto zařízení nazvali jednoduše – 5000 W. Je určeno pro svařovací pásku o tloušťce 0,1 nebo 0,15 mm. Svařovací proud je nastavitelný. Výrobce slibuje vysokou kvalitu spojů a krásný šev. Četné pozitivní recenze zanechávají naději, že tomu tak je.

Vlastní bodové svařování pro 18650

Svařování na 5000W stroji.

BTL-02

Zařízení BTL-02 má také dobrou pověst.

Vlastní bodové svařování pro 18650

Svařovací stroj BTL-02.

Napájení z baterií, deklarovaný maximální proud je 1,1 kA. Svařuje poniklovanou ocel do tloušťky 0,2 mm. Má ochranu proti nadproudu, přebití baterie atd. Má 30 nastavení svařovacího proudu a 25 nastavení doby pulzu. Uvádí se, že elektrody obslouží až 50 000 svarů. Pak je lze vyměnit.

LC-DB1

Vlastní bodové svařování pro 18650

Toto zařízení patří do třídy „držadla“. Prodejci pečlivě skrývají jeho technické vlastnosti a v popisu se zaměřují na design ve stylu HighEnd a schopnost pracovat v režimu Split – elektrody jsou oddělené a lze je držet oběma rukama v pohodlné vzdálenosti.

Vlastní bodové svařování pro 18650

Jediné, co jsme zjistili, bylo, že zařízení je určeno pro svařování niklových pásků na baterie 18650. Cena je ale jedna z nejnižších. Rozhodnutí o koupi je na potenciálním kupci.

Technologie svařování a hroty pro spojování plechovek dohromady

Jak víte, odporové svařování se skládá ze dvou operací:

  • husté stlačení obrobků;
  • ohřev kontaktního bodu silným proudovým impulsem.

K lisování spojovaných ploch v mnoha zařízeních se používají speciální svorky. Při svařování bateriových článků nejsou potřeba – baterie je dosti křehký předmět, není nutné překračovat námahu jedné lidské ruky, aby nedošlo k rozbití zavařovací sklenice. Je možné, že pro každou pásku a dokonce i pro každý typ baterie (pouzdra jsou vyrobena z různých kovů) bude nutné zvolit parametry svařování. Zaměřte se na následující čísla:

  • minimální proud – 500 A (pokud je menší, kvalita připojení trpí);
  • maximální proud – 1000 A (pokud je více, elektrody začnou hořet);
  • doba trvání pulsu – 15..20 ms.
READ
Výhody zrcadlových dveří ve skříni

Na konci procesu je nutné vyzkoušet kvalitu výsledného švu. Pevnost by měla být taková, aby nebylo možné pneumatiku z baterie ručně odtrhnout.

Pro přehlednost doporučujeme sérii tematických videí.

Odporové svařování je spolehlivou a šetrnou metodou spojování 18650 článků do baterie. Je velmi důležité zvládnout technologii, zvolit režimy a baterie pak vydrží dlouho.

Hořák AWT MIG 500, svařování, svářecí technika, svařovací hořáky, AWT, MIG-MAG, poloautomat, AlfaMag, svářecí materiály

Dobíjecí baterie na bázi lithium-iontových článků jsou velmi rozšířené v počítačích a domácích spotřebičích. Často je potřeba sestavit napájecí zdroj, jehož výkon závisí na kvalitě kontaktů. Bodové svařování se používá v továrních blocích, ale stroje na jeho realizaci jsou pro domácí použití příliš luxusní. Svépomocné bodové svařování baterií může pomoci. Je snadné jej vyrobit v domácí dílně, pouze za použití běžného nářadí.

Jak přivařit kontakt k baterii

Pro spolehlivé spojení kontaktu desky s baterií se nejčastěji používá kondenzátorové svařování.

Není potřeba příliš velký výkon, ale zvláštností bodového svařování je průchod krátkého pulzu svařovacího proudu o vysoké intenzitě. Na baterie stačí 400-800 A. To je docela silný proud, který vyžaduje respekt. Puls trvá pouze 35-100 milisekund, spolehlivost svařování a integrita kontaktu závisí na nastavení. Pokud puls trvá příliš dlouho, deska se jednoduše spálí a síla spojení bude minimální. Kondenzátorovým svařováním vlastní výroby je možné svařovat kov o tloušťce až 0,2 mm. Praxe ukazuje, že to je pro instalaci baterií zcela dostačující.

Bodové svařování baterií se provádí pomocí niklových desek standardní velikosti, zde nejsou potřeba příliš velká a výkonná zařízení. Nezasvěceného jistě napadne otázka: proč nelze desku jednoduše připájet běžnou páječkou. Pointa je, že to můžete pájet, ale Li-ion prvky jsou velmi citlivé na přehřátí, zejména kladný pól. Ale i bez pájení a svařování nelze baterie přehřát – maximální přípustná provozní teplota by neměla překročit +50 0C. a během bodového svařování mají pouze místa kontaktu mezi deskou a tělem čas se zahřát, čímž se získá roztavený kov, ale bez tepelných účinků na vnitřní objem prvku.

Existují dva typy bodového svařování – nárazové a transformátorové. První funguje na principu přímého připojení svařovacích kontaktů ke kondenzátoru. Nabíjí se z diodového usměrňovače. Obvod pracuje poměrně efektivně a takové zařízení pro rychlé bodové svařování bateriových baterií je oblíbené mezi amatérskými konstruktéry, kteří vyvinuli řadu jednoduchých, ale fungujících obvodů. Druhý typ zahrnuje použití speciálního typu transformátorů, které přeměňují běžný síťový proud na speciální svařovací proud, s výkonem až 1000 A a napětím 2-3 V. Řemeslníci vyrábějí taková zařízení z transformátorů mikrovlnné trouby. Na internetu není těžké najít schémata takových zařízení.

READ
V třífázové síti zmizela fáze - co dělat?

Bodové svařování na baterie lze provádět i s běžnou autobaterií. Jedná se o nejjednodušší odporový bodový svařovací stroj, u kterého není nastavitelná doba trvání pulsu, je nutné ji zvolit experimentálně. To se nejlépe provádí s použitými bateriemi nebo vybitými lithium-iontovými nebo nikl-kadmiovými články. Je nebezpečné trénovat na nových – můžete poškodit baterii, pokud je proud příliš dlouhý a má čas se přehřát.

Jak sestavit transformátorové svařování pro baterie

Jak bateriová svářečka funguje se můžete podívat na videu:

Jeho složitost je v mikrokontroléru, který mohou sestavit pouze lidé, kteří jsou dobře zběhlí v radiotechnice. Faktem ale je, že bateriový bodový svařovací stroj je nejčastěji tím, co potřebují. Proto by neměly být žádné zvláštní potíže jak s převíjením transformátoru, tak s připojením mikrokontroléru. Transformátor z mikrovlnné trouby o výkonu 1-1,2 kW se předělává – jsou odstraněny magnetické bočníky a sekundární vinutí. Poté se navine další, z drátu o průřezu 35 mm2 ve standardní pryžové nebo vlastnoručně vyrobené vícevrstvé izolaci. Průměr tohoto drátu je 12 mm.

Jsou potřeba pouze 2-3 otáčky. V klidovém režimu je napětí na transformátoru 1,8-2 V, proudová síla není větší než 1,9 A. Ovládání lze provést stejným způsobem, jak je znázorněno na videu, nebo použít jiný typ mikrokontroléru, který umožňuje upravte dobu trvání pulzu v rozmezí 30 až 100-150 ms. Zařízení se zapíná tlačítkem nebo pohodlněji pedálem. Pedál si můžete přizpůsobit ze šicího stroje nebo zubařského křesla. Svařování kondenzátorů není nijak zvlášť obtížné.

Jeho schematický diagram je jednoduchý a srozumitelný, ale způsoby implementace se liší v šíři přístupů k výběru součástí, ale výsledek je přibližně stejný – niklové desky jsou svařeny pevně a spolehlivě, bez přehřívání prvků. Domácí stroj pro bodové svařovací baterie se vyznačuje poměrně vysokým stupněm všestrannosti.

Schéma svařování kondenzátoru:

Elektrody

Neméně důležitou součástí bodového svářecího stroje jsou elektrody. Velmi často jejich roli hrají hroty běžných páječek, které jsou nabroušené na pravidelném nebo excentrickém kuželu. Pokud takové části neexistují, použije se obyčejný měděný drát o průměru 2-5 mm. Při instalaci elektrod je důležité, aby byly bezpečně připájeny k vodičům vedoucím proud nebo upevněny v objímce – uvolněný kontakt vede ke snížení proudové síly a přehřátí připojovacích oblastí. Průměr drátu nemůže být menší než tloušťka elektrody – proudová síla je velmi velká a jeho ztráty pro ohřev mimo zónu provozu elektrod jsou nežádoucí.

READ
Připojení jednofázového motoru přes frekvenční měnič

Elektrody jsou přitlačovány k desce ručně nebo pomocí speciálního upínacího zařízení na pákové konzole. Druhá možnost je výhodnější – můžete nastavit pevnou vzdálenost mezi kontaktními body (obvykle 5-6 mm) a mít možnost doladit dobu trvání pulzu. Upínací zařízení musí umět měnit vzdálenost mezi elektrodami tak, aby bylo možné pracovat s díly různých velikostí. Výběr typu svařování pro baterie závisí na dostupnosti dílů pro jeho montáž, četnosti použití a dovednosti mistra. Nutno ale podotknout, že jednoduchost schématu a efektivita aplikace, kterou lze vidět na videích, je patrná. Jako většina svařovacích strojů i tato zařízení vyžadují přesnost výpočtů a instalace, experimentální ověření a seřízení.

Pokud během prvního experimentu síla spojení zanechá mnoho přání nebo kov vyhoří, neměli byste ztrácet srdce, jedná se pouze o místní selhání. Zkušenosti amatérských konstruktérů naznačují, že bodové svařování baterií nebo jiných malých spojů, které je obtížné nebo nemožné sestavit na šrouby nebo pájet, je docela možné. To bude vyžadovat pouze trpělivost a určité dovednosti a znalosti v oblasti elektrotechniky a elektroniky.

Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: