Termokings.ru

Домашний Мастер
12 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Точечная сварка для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками

Точечная сварка для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками

Аккумуляторные батареи используются во многих бытовых устройствах и инструментах. Иногда, нужно заменить один или несколько компонентов. Они соединяются в блок напряжения, и полюса привариваются между собой посредством точечной сварки. Не стоит задумываться, как паять аккумуляторы 18650.

Пайка здесь не поможет, так как из-за нее сильно нагревается внутренняя часть батареи, что приводит к неисправностям. Поэтому если нужно в домашних условиях произвести ремонт литий-ионных АКБ, то придется купить аппарат точечной сварки (споттер) или смастерить его своими руками.

Сварочный агрегат состоит из элемента управления и питательного источника.
Источник питания — это ток, элемент управления — это те комплектующие, которыми человек выполняет процесс соединения.

  1. Аккумулятор надо поставить на равномерную поверхность, на контакты поставить маленькую пластину, соединяющую все емкости в одну.
  2. При сварке придется взять несколько электродов из меди, которые располагаются параллельным образом и прикладываются к пластинке.
  3. Когда ток начнёт переходить на электроны, произойдёт короткое замыкание, и пластина присоединится к АКБ.

Вот как соединить аккумуляторы между собой без пайки.
Используя такой вид сварки, вы получите мгновенного типа разряд, который хорошенько скрепит материал, но изделие при этом не перегреется. Так можно вернуть к жизни АКБ шуруповерта, телефона и другой техники.

Важно! Чтобы понять, как припаять провод к батарейке или аккумулятору без серьезных ошибок, нужно прочитать инструкцию в сети.

Как соединить аккумуляторы 18650 между собой и что нужно для этого?
Список компонентов и нужных приспособлений:

  • Трансформаторное устройство от микроволновки;
  • Клеммная колодка для соединения проводков;
  • Отрезок кабеля из меди сечением 2,26мм²;
  • 8-миллиметровый многожильный кабель;
  • Контролер с таймером;
  • Устройство питания на 12v/0,5А;
  • Корпус от питательного блока ПК;
  • Выключатель 220В;
  • Одиночного типа выключатель в виде кнопки без фиксации;
  • Маленькая деревянная рейка;
  • Подходящая пружинка.

Контактная сварка для аккумуляторов 18650 своими руками в подробностях:

Пункт первый. Сначала надо где-то найти ненужную микроволновую печку, но с работающим трансформатором. Далее нужно убрать из нее трансформаторное устройство. Теперь можно переходить к разборке блока питания ПК, выбросите из корпуса все, кроме гнезда для сетевого подключения 220В. В будущем в этот корпус будем устанавливать все элементы, нужные для точечных сварочных работ.

Теперь потребуется поставить в корпус силовой трансформатор, плату контроллера с таймером и питательный блок, тщательно выполните компоновку всех этих деталей. Потом отметьте, где должны быть дырки под крепеж, которые необходимо будет просверлить.

Пункт второй. Снятие ненужной вторички. На этом шаге вам надо убрать вторичного типа обмотку с трансформаторной установки от печи, чтобы не допустить ошибку, ориентируетесь по обмотке с самым тоненьким кабелем. Это и есть вторичка, а после процедуры, вместо нее потребуется намотать 8-миллиметровым кабелем новенькую вторичную обмотку.

Чтобы упростить процедуру удаления обмотки с трансформаторного агрегата без его разборки, для этого потребуется взять заточенное зубило. Этими приспособлением легче всего удалить эмаль-провод, просто срежьте его с двух сторон. После завершения вышеперечисленных манипуляций, от остатков можно избавиться посредством стандартных плоскогубцев.

Пункт третий. Размещение новенькой обмотки.Теперь взамен убранной обмотки потребуется поставить на сердечнике новую. Монтируем подготовленную трансформаторную установку в корпус. Возле решетки для воздуха сделайте несколько дырок, через них будут проходить выводы катушки. Теперь просверлите отмеченные заранее отверстия в днище покрытия для того чтобы зафиксировать трансформатор полностью.

После этого, вы должны поставить на передней панели плату контроллера, а ниже расположить светоизлучающий диод в отмеченную область. Но перед этим, светодиод потребуется предварительным образом выпаять из платы, а его выводы удлинить тоненьким проводком.
На заднюю панель поместите выключатель сетевого назначения.

У питательного блока удалите вилку, потому что она занимает слишком много места, а потом к разъему питания подпаяйте отрезками проводков. Все компоненты паяются кусками проводков, но от контроллера до трансформатора можно выполнять на клеммах. Затем необходимо подсоединить к таймеру выключатель кнопочного типа. Посредством потенциометра поставьте на таймере временной интервал импульсного разряжения, во время которого происходит точечного типа сварка комплектующих. Оптимальное время разряда подбирается уже в процессе работы.

Пункт четвертый. Применяя уголки из металла, зафиксируйте на корпусе агрегата рейку.
Извлеките из клеммной планки компоненты для зажима кабелей и вставьте их на кончики проводков и зафиксируйте винтами. Теперь прикрепите их к рейке посредством шурупов.
Сам выключатель тоже разместите на рейке, заранее создав для него дырку:

Сделайте контактного типа электроды, если не получается выточить их с помощью токарного агрегата, то тогда из медного проводка сечением 2,26 мм² скрутите. После заострите их концы. Закрепите контакты в клеммных зажимах.

Пункт пятый. После выполнения всех сварочных работ, настало время поставить пружинку для выполнения реверса после разряда импульса на детали. Для этого, закрепляем на крышке корпуса доп. рейку.
Вот и все, процедура полностью завершена. Устройство получилось со средней мощностью, поэтому при сварке тоненьких деталей придется следить за временем отсечки таймера.
Если вы хотите получить более мощный аппарат, лучше закажите его себе через интернет.

Читать еще:  Электроды для сварки чугуна – маркировка и правила выбора

В чём особенность точечной сварки аккумуляторов

Техника, при которой область соприкосновения 2 присоединяемых металлов подвергается сжатию и последующему нагреванию в результате пропускания электротока, именуется контактной сварочной работой.

Конденсаторного типа сварка (КС) это технология с использованием энергии аккумуляторов. Главное её отличие – кратковременного типа подача тока на стык.

Важно! Источником электрической энергии, проходящей через место контакта, служат конденсаторы, имеющие неплохую ёмкость. Разряжаясь через сварочную область, они плавят металлы.

Время влияния тока на шов минимизировано (до трех мс), тем самым нагрев получается дозированный и максимально ориентированный на область контакта. Благодаря этому достигается хорошее качество соединения комплектующих в местах стыка.

Особенности контактной сварки

Для тех, кто занимается сборкой различных электронных устройств в бытовых условиях, существует потребность в точечной сварке деталей разных приборов, не выдерживающих длительного высокотемпературного режима пайки. Это относится и к объединению литиевых аккумуляторных батарей в единые блоки.

Собранная точечная сварка своими руками для литиевых аккумуляторов основана на кратковременном контактном принципе сварки. Контактный способ заключается в том, что соединение металлических деталей происходит на мини площади ø не больше 2-3 мм за доли секунды. Плавление металлов в месте контакта происходит за счёт прохождения импульса электрического тока большой силы. Высокая температура нагрева остаётся только в пределах точки контакта, не воздействуя на окружающую зону.

Продолжительность контакта не превышает 450 миллисекунд. На самодельных устройствах этот временной режим устанавливают резистором. Параметры сварочного электрического тока колеблются в пределах 400-1200 ампер. Контактную сварку осуществляют устройствами, оснащёнными конденсаторами или трансформатором.

В самодельных сварочных приборах применяют электроды в виде медных стержней. В качестве таковых часто используют жала от старых паяльников. Медь – отличный проводник мощного электрического потока. Подводящие провода к электродам по своему сечению должны равняться диаметру медных стержней. Для качественного соединения на концы проводов одевают наконечники, после этого их прикручивают к электродам.

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.

Точечная сварка своими руками — мне потребовалось сделать модернизацию аккумуляторной батареи шуруповерта, то-есть заменить NiCd батареи на литиевые емкости 18650. А для того, чтобы соединить между собой банки и не навредить им, нужно быстрое и надежное соединение. Объединять емкости путем пайки — это плохой вариант, так как во время такой процедуры происходит сильный нагрев аккумулятора.

Вследствие чего, электролит может закипеть и парами разорвать оболочку баллона. Дома под рукой оказалась выжившая свой срок микроволновая печь, вот из нее я настроился изготовить необходимую мне точечную контактную сварку. По расчетам данная сварка, выполненная на трансформаторе от микроволновой печи может обеспечить выходной ток до 850А.

Перечень деталей и необходимых инструментов:

  • Трансформатор от микроволновой печи;
  • Клеммник для соединения проводов;
  • Отрезок медного провода сечением 2,26мм²;
  • Восьми миллиметровый многожильный провод;
  • Контролер с таймером;
  • Блок питания на 12v/0,5А;
  • Корпус от компьютерного блока питания;
  • Выключатель 220v;
  • Одиночный кнопочный выключатель без фиксации;
  • Небольшая рейка из дерева;
  • Подходящая пружина.
  • Читать еще:  Магнитный браслет на руку: польза и вред, лечебные свойства

    Точечная сварка своими руками в подробностях:

    Пункт 1

    Во первых нужно где-то раздобыть ненужную микроволновку, но с функционирующим трансформатором, чем он будет мощнее, тем лучше для изготовления точечной сварки. Далее демонтируем из нее транс, как я писал выше, мне достался с током потребления 850А.

    Теперь приступаем к разборке компьютерного блока питания, выбрасываем из корпуса все, кроме гнезда для подключения сети 220v. В дальнейшем в этот корпус будем монтировать все детали, необходимые для точечной сварки.

    Сейчас нужно установить в корпус силовой трансформатор, плату контроллера с таймером и блок питания, тщательно выполняем компоновку всех комплектующих. Затем намечаем где должны быть отверстия под крепежные винты, которые нужно будет просверлить.

    Пункт 2

    Удаление вторичной обмотки

    На этом шаге нам необходимо убрать вторичную обмотку с трансформатора от печки, чтобы не ошибиться ориентируетесь по обмотке с самым тонким проводом. Это и есть вторичка, а потом вместо нее нужно будет намотать восьми миллиметровым проводом новую вторичную обмотку.

    Чтобы облегчить процесс удаления вторички с трансформатора без его разборки, для этого подойдет остро заточенное зубило либо стамеска. Этими инструментами проще всего можно убрать эмаль-провод, просто элементарно срезаем его с одной стороны, потом с другой. Когда все срезали, оставшийся в трансформаторе эмаль-провод можно удалить с помощью плоскогубцев либо просто выбить сверлом. Я лично удалял при помощи сверла.

    Пункт 3

    Размещение новой обмотки

    Теперь взамен удаленной обмотки требуется разместить на сердечнике новую в количестве двух витков силовым проводом. Устанавливаем подготовленный трансформатор в корпус. В районе решетки для циркуляции воздуха делаем пару отверстий, через них будут пропускаться выводы катушки. Теперь сверлим намеченные ранее отверстия в днище корпуса для фиксации трансформатора.

    Вслед за этим мы должны установить на фронтальной панели плату контроллера с таймером, а немного ниже ставим светодиод в подготовленное отверстие. Однако, прежде чем это сделать, светодиод нужно предварительно выпаять из платы, а его выводы удлинить тонким проводом.

    На тыльную панель помещаем сетевой выключатель.

    На следующей картинке показана схема соединения всех элементов:

    У блока питания удаляем вилку, ввиду того, что она скрадывает полезное пространство, а затем напрямую к разъему питания подпаиваем отрезками проводов. Все элементы точечной сварки паяются кусками проводов, но от контроллера до транса я выполнил на клеммах. Теперь нужно подключить к таймеру кнопочный выключатель, который не имеет фиксатора. При помощи потенциометра устанавливаем на таймере время импульсного разряда, во время которого происходит точечная сварка деталей. Оптимальное время разряда выбирается уже в процессе сварки.

    Пункт 4

    Используя металлические уголки фиксируем на корпусе аппарата деревянную рейку.

    Извлекаем из клеммной планки элементы для зажима проводов и вставляем их на подготовленные концы проводов и фиксируем винтами. Теперь крепим их к рейке при помощи шурупов.

    Кнопочный выключатель также помещаем на рейке, предварительно сделав для него отверстие:

    Делаем контактные электроды, если нет возможности выточить на токарном станке такие контакты, то тогда из медного провода сечением 2,26 мм² скручиваем как показано на картинке. Не забудьте немного заострить их концы:

    Крепим их в клеммных зажимах:

    Пункт 5

    Продолжая процесс точечная сварка своими руками, настало время установить пружину для выполнения реверса после разряда импульса на детали. Для выполнения этой операции крепим на крышке корпуса добавочную рейку.

    На этом этапе можно считать, что сборка точечной сварки закончена. Устройство получилось очень мощное, поэтому при сварке тонких деталей нужно контролировать время отсечки таймера.

    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.

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

    Выбор габаритов никелевой ленты для сварки аккумуляторов

    Для сварки аккумуляторов ширина и толщина никелевой ленты подбирается с учётом максимальных значений тока, который будет по ней протекать. Определить их можно зная суммарную ёмкость элементов, предназначенных для сборки. Условно принято считать, что максимальный ток заряда и разряда аккумулятора не должен превышать 0,2 от физического значения его ёмкости. Например, у аккумулятора для мотоцикла или скутера емкостью 30А/ч максимальный ток разряда составит 6А (0,2×30А/ч = 6А). Чем больше суммарная ёмкость, тем больше ток. Исходя из этого, никелевая лента для сварки подбирается по таблице:

    Читать еще:  Выбор электрододержателя для ручной дуговой сварки. Держатель своими руками
    Ширина, ммТолщина, ммВеличина тока, А
    50,1276
    50,158
    60,211
    80,215
    100,218

    Рисунок 1. Никелевая лента для сварки аккумуляторов

    Как приварить контакт к аккумулятору

    Для надежного соединения пластинчатого контакта с аккумулятором чаще всего используется конденсаторная сварка. Слишком большой мощности не требуется, но особенности точечной сварки состоят в пропускании короткого импульса сварочного тока большой силы. Для аккумуляторов достаточно 400-800 А. Это достаточно сильный ток, который требует к себе уважительного отношения.

    Импульс длится всего 35-100 миллисекунд, от регулировки зависит надежность сварки и целостность контакта. Если импульс будет длиться слишком долго, пластина попросту прогорит и прочность соединения будет минимальной. Сваривать конденсаторной сваркой собственного изготовления можно металл толщиной до 0,2 мм.

    Практика показывает, что для монтажа батарей этого вполне достаточно. Точечная сварка аккумуляторов производится при помощи никелевых пластин стандартного размера, слишком большие и мощные аппараты здесь не нужны.

    У непосвященных непременно возникает вопрос — почему нельзя пластину попросту припаять обычным паяльником. Суть в том, что припаять то можно, но Li-ion элементы очень чувствительны к перегреву, особенно положительный полюс.

    Существует два вида точечной сварки — ударная и трансформаторная. Первая действует по принципу прямого подключения сварочных контактов к конденсатору. Заряжается он от диодного выпрямителя. Действует схема достаточно эффективно и такой аппарат для быстрой точечной сварки батарей аккумуляторов популярен среди конструкторов-любителей, которые разработали ряд несложных, но рабочих схем.

    Второй вид предполагает использование специального вида трансформаторов, которые преобразуют обычный сетевой ток в специальный сварочный, силой до 1000 А и напряжением 2-3 В. Умельцы изготавливают такие аппараты из трансформаторов от микроволновой печи. Найти в интернете схемы таких устройств несложно.

    Точечная сварка для аккумуляторов может быть сделана и из обычного автомобильного аккумулятора. Это самый простой аппарат точечной контактной сварки, в котором длительность импульса не регулируется, необходимо подбирать экспериментальным путем. Лучше всего это делать на использованных батарейках или выработавших свой ресурс литий-ионных или никель-кадмиевых элементах. На новых тренироваться опасно — можно повредить батарею, если воздействие тока будет слишком длительным и успеет ее перегреть.

    Аппарат из автомобильного аккумулятора

    Мастера разработали простой способ сваривания тонколистовых деталей, который не требует длительной подготовки и применения трансформатора. Качество соединения не будет отличаться от вышеописанного метода.

    Технологический процесс заключается в использовании аккумулятора легкового автомобиля, поэтому способ отлично подойдет водителям. Перед использованием АКБ необходимо зарядить до полного уровня.

    Силы разряда, который возникает после замыкания клемм, более чем достаточно для обслуживания литиевых источников питания. Требования к электродам точно такие же, что и при трансформаторном оборудовании. Очень важно обеспечить надежную изоляцию всех токопроводящих частей.

    Главным недостатком использования АКБ – высокий уровень напряжения. Бортовое напряжение современных автомобилей составляет 12 В. Если не обеспечить достаточное давление, можно прожечь заготовку.

    Некоторые трактора работают от аккумуляторов с напряжением 6В, однако стоимость такой модели будет сопоставима с затратами на изготовление трансформаторного аппарата.

    замена аккумуляторов в шуруповерте

    В зависимости от сложности конструкции стоимость работы составляет от 600 руб. Сами аккумуляторы стоят 180-220 рублей за шт. Меняются аккумуляторы на большую емкость и обязательно той же электрохимической системы. Менять Ni-Cd на современные Li (литий) без замены зарядного устройства нельзя!

    Итого, на 12 вольтовую сборк необходимо 10 шт АКБ, это 2000 руб + 600-800 руб работа. Сумма 2600-2800 за обновленный аккумулятор для шуруповерта.

    Срок исполнения 1-3 дня. На качество сварки дается гарантия.

    После выбора элементов питания, необходимо выбрать сварочную ленту. Для этого необходимо знать максимальный ток, который будет протекать по аккумуляторной сборке.

    Типы сварочных лент по материалу изготовления:

    • никель
    • никель-сталь — для изготовления сборок с повышенными требованиями к жесткости конструкции. (недостаток — имеет меньшую проводимость).

    Типы сварочных лент по габариту (сечению проводника) :

    • Лента сварочная никелевая ширина 5мм толщина 0,127 рассчитана на ток 6 Ампер.
    • Лента сварочная никелевая ширина 5мм толщина 0,15 рассчитана на ток 8 Ампер.
    • Лента сварочная никелевая-стальная ширина 5мм толщина 0,15 расчитана на ток 7 Ампер.
    • Лента сварочная никелевая ширина 6мм толщина 0,2 рассчитана на ток 11 Ампер.
    • Лента сварочная никелевая ширина 8мм толщина 0,2 рассчитана на ток 15 Ампер.
    • Лента сварочная никелевая ширина 10мм толщина 0,2 рассчитана на ток 18 Ампер.
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector
    ×
    ×