Конденсаторная точечная сварка своими руками: Как сделать точечную сварку из конденсаторов

alexxlab | 11.03.2023 | 0 | Разное

Содержание

Схема и описание конденсаторной сварки своими руками

Этот вид сварки относится к точечному способу. Он удобен в случае, когда требуется приваривать небольшие детали друг к другу, а одну и маленькую. Преимущественно конденсаторную сварку используют для работы с цветными металлами.

Как только появилась возможность проводить точеную сварку в домашних условиях, метод стал набирать популярность среди неопытных сварщиков. Такая ситуация и прибавила актуальности вопросу на сегодняшний день.

Что собой представляет конденсаторная сварка своими руками схема и описание этого процесса и как собственноручно сделать сварку для домашнего использования? Этот вопрос мы и постараемся сегодня разобрать в деталях.

Содержание

Отличие конденсаторного способа от других видов
Принцип работы сварки
Виды точечной сварки
Преимущества
Схема сборки конденсаторной сварки своими руками
Как происходит процесс сварки
Итоги:

Отличие конденсаторного способа от других видов

Первое отличие, которое бросается в глаза, это скорость сварки и её экологичность. Стандартный прибор 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:

Конденсаторы собирают в себе требуемое количество энергии;
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 устройства.

Принцип работы сварки

В процессе сваривания точечным способом, детали подвергаются зажиму двумя электродами, на которые приходит кратковременный ток. Затем между электродами образуется дуга, она и нагревает металл, расплавляя его. Сварочный импульс приходит в работу в течение 0,1 сек., он предоставляет общее ядро расплавки для обеих подвергающихся сварке частей заготовок. Когда снимается импульс, детали продолжают сжиматься под давлением нагрузки. В результате получаем общий сварной шов.

Существуют вторичные обмотки, с них ток попадает на электроды, а на первичную обмотку, приходится импульс, который образовался при конденсаторном заряде. В конденсаторе накапливание заряда происходит в промежутке между поступления импульса на два электрода.

Особенно хорошие результаты приходят, когда речь идёт о сварке алюминия или меди. Существует ограничение по тому, какой должна быть толщина заготовок, она не должна превышать 1,5 мм. Может, это и минус, но такая схема конденсаторной сварки сделанной своими руками прекрасно проявляет себя при сваривании разнородных материалов как и Tig сварка.

Виды точечной сварки

Различают два основных вида конденсаторной сварки своими руками, схему и описание которой мы рассматриваем:

Трансформаторный. При которой конденсатор разрядит энерго-заряд на обмотку трансформаторного оборудования. При этом заготовки расположены в сварочном поле, которое соединяется со вторичной обмоткой.
Бестрансформаторный.

Преимущества

Как и у всех других видов, самостоятельная конденсаторная сварка отличается рядом положительных особенностей:

При стабильной работе, есть возможность сэкономить электроэнергию;
Надёжность и практичность. Скорость работы позволяет точечной сварке быть доступной при воздушном охлаждении;
Скорость работы;
Сварочный ток очень плотный;
Аккуратность. Учитывая дозу потребляемой энергии, в поле соприкосновения образуется надёжный шов, компактной толщины. Такой способ широко используют для тонкой сварки цветного металла;
Экономичность. Потребляемая мощность равна 20 кВА максимум. Это происходит при помощи отбора мощности благодаря стабилизации напряжения в сети.

Схема сборки конденсаторной сварки своими руками

Через диодный мост (выпрямительный) проводится первичная обмотка, затем подключается к источнику напряжения. С тиристора идёт сигнал на мостовую диагональ. Тиристор управляется специальной кнопкой для запуска.

Конденсатор подключают к тиристору, точнее к его сети, к диодному мосту, затем его выводят на обмотку (первичную). Чтобы зарядить конденсатор, включается вспомогательная цепь с диодным мостом и трансформатором.

Как источник импульса, используют конденсатор, его емкость должна быть 1000-2000 мкФ. Для конструкции системы производится трансформатор из сердечника типа Ш40, требуемый размер 7 см.

Чтобы сделать первичную обмотку, нужен провод диаметром 8 мм, который обматывается 300 раз. Вторичная обмотка предполагает использование медной шины, в 10 обмоток. Для входа используют практически любые конденсаторы, единственное требование мощность в 10 В., напряжение 15.

Когда работа будет требовать соединения заготовок до 0,5 см, стоит применить кое-какие коррективы в схему конструкции. Для более удобного управления сигналом, используют пусковик серии МТТ4К, он включает параллельные тиристоры, диоды и резистор. Дополнительное реле позволит корректировать рабочее время.

Такая самодельная конденсаторная сварка сделанная своими руками, работает при следующей схеме последовательности действий:

Нажимаем пусковую кнопку, она запустит временное реле;
Трансформатор включается с помощью тиристоров, после реле отключается;
Резистор используют для определения длительности импульса.

Как происходит процесс сварки

После того как конденсаторная сварка своими руками собрана по схеме, мы готовы приступить к работам. Для начала стоит подготовить детали, зачистив их от ржавчины и другой грязи. Перед тем как поместить заготовки между электродами, их соединяют в таком положении, в котором их нужно сваривать.

Затем запускается прибор. Теперь можно сжать электроды и прождать 1-2 минуты. Заряд, который скапливается в высокоемкостном конденсаторе пройдёт через приварной крепёж и поверхность материала. В результате он плавится. Когда эти действия проделаны, можно приступать к последующим шагам и сваривать остальные части металла.

Перед сварочными работами в домашних условиях, стоит приготовить такие материалы, как наждачная бумага, болгарка, нож, отвертка, любой зажим или пассатижи.

Итоги:

Конденсаторную сварку сделанную своими руками по схеме и описанию очень широко применяют как дома, так и в промышленности. Как мы видим, она очень удобна и проста в применении, плюс ко всему имеет большое количество преимуществ.

С помощью приведённой информации, Вы сможете вывести свои знания на новый уровень и удачно примените сделанную своими руками точечную сварку на практике.

Точечная контактная сварка | Сварка своими руками

Конденсаторная сварка (КС) – разновидность контактной сварки, которая использует для получения сварного соединения деталей ток, получаемый в результате разрядки конденсаторов, предварительно заряженных от выпрямителя. В процессе разрядки кондеров образуется тепло, необходимое для формирования литой сварной точки или шва. Для обеспечения полноценного электроконтакта детали сжимают друг с другом с заданным усилием, в контактирующих плоскостях возникает электродуга,… Читать далее »

Категории : Точечная контактная сварка Метки: конденсаторная сварка

Контактную точечную сварку можно собрать из блока микроволновой печи. В чем заключается суть производства такого самодельного аппарата: из старой микроволновки вынимается трансформаторный блок. Из этого ТБ в свою очередь, извлекается вторичная обмотка: сделать это можно разными способами, но обязательно во время выполнения этой процедуры между вторичной и первичной обмоткой нужно вставить пластину, чтобы, когда вы… Читать далее »

Категории : Точечная контактная сварка Метки: контактная сварка, контактная сварка своими руками, контактная точечная сварка

Сегодня техника помогает человеку практически во всех сферах, в которых он задействован, а в некоторых сферах она уже и вовсе его заменила. Дело кузовного ремонта автомобиля всегда было хлопотным. Найти хорошего мастера по рихтовке, который на протяжении всей жизни накапливал необходимые знания, было всегда трудно. Возможность забраться в труднодоступные места кузова и выровнять их с… Читать далее »

Категории : Точечная контактная сварка Метки: car spotter, digital car spotter 5500, ремонт вмятин на автомобиле

Аппараты контактной точечной сварки могут стать незаменимыми при ремонтных работах в гараже или автосервисе, а также в мелкосерийном производстве. Контактная сварка сталь 65Г Рассмотрим случай из практики, в котором точечная сварка выручает: предположим, вам необходимо сварить конструкцию из стали 65Г, но данная сталь не применяется для сварных конструкций. Что делать? Выход простой! Эта сталь сваривается… Читать далее »

Категории : Точечная контактная сварка Электросварочное оборудование Метки: аппарат контактной сварки, контактная и точечная сварка, контактная сварка сталь, кузовные сварочные работы, сварочные работы дома, сварочные работы по кузову, сварочный аппарат для точечной сварки, точечная сварка digital

Приветствую! Удалось перебраться на новую работу, связанную со стройкой — и тут же столкнулся с проблемой сварки пространственных конструкций для изделий из бетона — колец, блоков и других, из проволоки — Ф 4 мм.

Трудность в том, что сварка соединения (как я понял) проводится за какой-то миг — в общем, прихваткой — так вот, если… Читать далее »

Категории : Маски для сварки Точечная контактная сварка Метки: аппарат точечной контактной сварки, защитная маска сварщика, маска хамелеон для сварки, электродуговая сварка

При изготовлении изделий для реализации, из листового металла толщиной до 2-х миллиметров, сварочный шов смотрится не эстетично. Для придания продукции товарного вида разумнее перейти на аппараты контактной сварки. Преимущества видны сразу. Один из них, MODULAR-230, работает от обычной эл.сети. Время на сварку сократится. А вот прочность соединений не пострадает.

Категории : Точечная контактная сварка Электросварочное оборудование Метки: аппарат для контактной сварки, сварочный аппарат контактной сварки

Для этой цели годится трансформатор от мощной микроволновой печки, питающей магнетрон. Его мощность должна быть не менее 1 кВт. Такой мощности достаточно для точечной сварки листового металла толщиной в 1 мм.

Категории : Точечная контактная сварка Электросварочное оборудование

Cтоит ли ПОКУПАТЬ, отзывы сварщиков:

Сварочный трансформатор PATRIOT 200AC 102,00 ₽
Зарядное устройство GreenWorks G24C 2490,00 ₽
Стабилизатор напряжения PRORAB DVR 1000 2597,22 ₽
Стабилизатор Ресанта АСН-2000 Н/1-Ц Lux 3610,00 ₽
Стабилизатор напряжения Ставр СН-2000 3920,00 ₽
Сварочный аппарат BauMaster AW-79161 3990,00 ₽
Hitachi AB17 зарядное устройство 4076,87 ₽

Найти:

ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ и ПОЛУЧАЙТЕ анонсы:

Выбрать соцсеть

Рубрики

Без рубрики (106)
Вспомогательные инструменты (38)
Газовое оборудование для сварки (22)
ГОСТы (1)
Пайка (9)
Расходные сварочные материалы (49)
- Сварочные электроды (23)
Ремонт сварочного оборудования (15)
Самоделки (11)
Сварка магния (1)
Средства защиты при сварке (22)
- Маски для сварки (12)
Электросварочное оборудование (123)
- Аппараты плазменной резки (8)
- Аргонодуговая сварка (32)
- Полуавтоматическая сварка (32)
- Ручная дуговая сварка (55)
- Точечная контактная сварка (7)

Свежие записи

100% организация безопасности сварочных работ или почему соблюдения ФНП требований недостаточно!
Шесть удивительных лайфхаков для дрели
Рейтинг сварочных аппаратов
Какой выбрать стабилизатор
Как научиться сварке. Первый сварочный проект: сварочная тележка своими руками

Не очень умный аппарат для точечной сварки с емкостным разрядом

В этом проекте я спроектировал и построил прототип аппарата точечной сварки с емкостным разрядом с питанием от USB-C. Его можно использовать для приварки никелевых полос к аккумуляторным батареям. Это позволяет переделывать аккумуляторы для различных устройств, особенно для тех, которые больше не обслуживаются производителями. Этот аппарат для точечной сварки, в отличие от многих доступных DIY-проектов, не нуждается в микроконтроллере для работы: сварочный импульс запускается с помощью релейного модуля и времязадающего конденсатора. Сварочный ток коммутируется старым переработанным промышленным тиристорным модулем. Энергию импульса можно регулировать с помощью потенциометра, который изменяет напряжение батареи конденсаторов. Конденсаторы заряжаются с помощью повышающего преобразователя DC-DC CC/CV и разъема USB-C PD (при желании вместо него можно использовать обычный бочкообразный разъем).

Сварочные датчики подключаются к XT90 разъем. Сварочный импульс запускается кнопкой, прикрепленной непосредственно к одному из щупов.

Детали

Я собрал относительно небольшой аппарат для точечной сварки с емкостным разрядом с питанием от USB-C, который можно использовать для создания аккумуляторных блоков для различных устройств и избежать выбрасывания старых устройств только потому, что невозможно купить оригинальный аккумулятор. Я попытался спроектировать этот аппарат для точечной сварки немного иначе, чем другие аппараты для точечной сварки.

Внутреннее устройство аппарата точечной сварки в разобранном виде. Сварка и испытание на прочность сварных швов, выполненных на опытном образце этого аппарата.

1. Я хотел, чтобы этот аппарат для точечной сварки был относительно безопасным в использовании и безопасным при хранении. Другие точечные сварщики часто используют в качестве источника питания автомобильные аккумуляторы, трансформаторы для микроволновых печей, сильноточные литий-полимерные аккумуляторы или суперконденсаторы. Все эти штуки мне показались очень мощными и как-то пугающими, поэтому я решил использовать конденсаторную батарею из обычных электролитических конденсаторов. Эти конденсаторы могут хранить достаточно энергии, чтобы сделать точечную сварку, но не намного больше, и риск того, что что-то плохое произойдет в случае короткого замыкания, меньше.

2. Я хотел, чтобы это устройство было достаточно простым в сборке и чтобы не было необходимости использовать нестандартную печатную плату. Поэтому я создал его в модульном исполнении и решил использовать старый промышленный модуль SCR для переключения сварочного тока, готовый релейный модуль с небольшими изменениями для синхронизации запуска и зарядки импульса, модуль повышающего преобразователя с потенциометром. добавлены для управления энергией импульса и триггерным модулем USB-C PD (дополнительно), чтобы обеспечить питание сварщика от блоков питания.

3. Никаких микроконтроллеров: достаточно кнопки, панельного вольтметра, потенциометра и релейного модуля с времязадающими конденсаторами. Может немного помочь во времена нехватки кремния.

4. Я хотел, чтобы он был компактным. Я сделал на заказ 3D-панель и упаковал все плотно, но довольно аккуратно в пластиковый кейс. Не хотелось использовать громоздкий педальный переключатель, поэтому кнопка срабатывания размещена прямо на сварочном электроде, легко нажимается пальцем.

На данном этапе этот аппарат для точечной сварки использует в основном готовые модули и не использует нестандартную печатную плату. Это именно то, к чему я стремился, и, вероятно, это самый экономичный способ создания этого устройства. Тем не менее, было бы неплохо создать его с нуля, потому что это позволило бы в большей степени настроить устройство и, возможно, сделать его еще меньше. Поэтому я сейчас создаю схему этого аппарата для точечной сварки, используя дискретные компоненты для замены релейного модуля и платы повышающего преобразователя.

Первоначальные тесты уже показали, что этот сварочный аппарат способен создавать пригодные для использования сварные швы никелевых полос, но мне нужно провести дополнительные тесты с разным напряжением и полосами разной толщины.

В настоящее время этот аппарат для точечной сварки использует автомобильные конденсаторы Nichicon. Было бы неплохо проверить возможность использования более дешевых конденсаторов и проверить, лучше ли использовать более высокое номинальное напряжение или более высокую емкость.

1 × Двойной релейный модуль HW-279 12 В
1 × Тиристорный модуль T90RIA120 или аналогичные бывшие в употреблении промышленные SCR
1 × Повышающий преобразователь DC-DC CC/CV (XY-SJVA-4)
19 × Конденсаторы Nichicon UBY 7500 мкФ/35 В (или аналогичные)
1 × Триггерный модуль USB-C PD 12 В (или бочкообразный разъем как более дешевый вариант)

Посмотреть все 15 компонентов

Видео с комментариями
Адальберт • 06. 11.2022 в 16:24 • 0 комментариев
Видео с комментариями наконец-то готово. Здесь показано, как работает этот аппарат для точечной сварки и как его собрать:
Сборка
Адальберт • 08.10.2022 в 12:31 • 0 комментариев
На этой анимации показано, как компоненты точечной сварки упакованы в корпус:
Я использовал напечатанную на 3D-принтере панель (белая часть, файлы STL находятся в разделе «Файлы») и стандартный пластиковый корпус (модель 150 мм x 110 мм x 70 мм «Kradex Z3W»). ‘). Модули удерживаются болтами и гайками M2,5 или M3, а болты M5 использовались для крепления сварочных кабелей к модулю SCR.
В зависимости от вашего региона вам может потребоваться использовать чехол от другого производителя и внести некоторые изменения в файлы STL. Вы также можете сделать корпус самостоятельно или даже использовать аппарат для точечной сварки без корпуса.
Анимационный цирк
Адальберт • 06.10.2022 в 20:53 • 0 комментариев
Я создал интерактивную анимацию упрощенной версии схемы, используя веб-сайт https://www.falstad.com/circuit/. Его не следует рассматривать как точную симуляцию, но он показывает общее представление о том, как запускается сварочный импульс и как происходит зарядка и разрядка конденсатора.
Вы можете открыть схему в своем браузере, перейдя по этой ссылке: https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgj…
Модуль повышающего преобразователя здесь не указан.
Начальные сварные швы
Адальберт • 06.10.2022 в 16:02 • 0 комментариев
Я сделал несколько первоначальных тестовых сварных швов со старыми батарейками типа АА, старыми батарейками типа «таблетка» и никелевыми полосками толщиной 0,1 мм. Я начал с почти максимального напряжения (30 В), но это, вероятно, больше, чем нужно для никелевых полосок толщиной 0,1 мм. Этот аппарат для точечной сварки, безусловно, обладает достаточной мощностью для выполнения своей задачи. Мне нужно будет найти оптимальные настройки напряжения для различных никелевых полосок.
Испытание точечной сварки с батарейкой типа «таблетка». Сварщик питается от блока питания USB-C. Вы можете видеть, как напряжение мгновенно снижается до нуля и повышается, когда точечная сварка завершена.
Крупный план одного из первых точечных швов.

Мне удалось повесить около 1 кг груза (1 литр воды) на металлическую полосу, приваренную к испытательной камере АА.
Мне понадобились плоскогубцы, чтобы снять никелевую полоску с ячейки. Видно, что части никеля оторваны и на никелевой полоске остались отверстия, а также остатки никеля, прикрепленные к ячейке. Это хорошо, потому что это означает, что сварка была довольно прочной.
На данный момент я тестировал только маленькие батарейки типа АА и монетки, потому что именно их я в основном собираюсь использовать с этим аппаратом для точечной сварки (восстановление Ni-Mh аккумуляторов для старых устройств), однако, вероятно, он будет хорошо работать с литий-ионными элементами. слишком.
Упрощенная схема
Адальберт • 06.10.2022 в 00:14 • 0 комментариев
Несмотря на то, что в этом проекте я в основном использую готовые модули (с некоторыми модификациями), возможно, было бы также неплохо иметь возможность собрать этот аппарат для точечной сварки с помощью специальной печатной платы, изготовленной по индивидуальному заказу. А пока я создал упрощенную схему, которая должна продемонстрировать, как работает это устройство. Я воссоздал релейный модуль, используя дискретные компоненты. Однако модуль повышающего преобразователя пока показан как «черный ящик». Мне нужно будет подумать о подходящей микросхеме, которую можно было бы здесь использовать. Преобразователь тока может зарядить батарею конденсаторов примерно за 4 секунды при входном напряжении 12 В/3 А, что является довольно хорошим результатом. Думал использовать в качестве замены MC34063, но он будет как минимум в 4 раза медленнее. И все знают, что он древний, но при этом очень дешевый и простой в реализации. Есть и более современные чипы, которые лучше, но сложнее в реализации и дороже. Мне нужно будет оценить все возможные варианты и что-то решить.
Как это работает, выбор компонентов
Адальберт • 05.10.2022 в 22:03 • 0 комментариев
На рисунке показаны компоненты, необходимые для сборки этого аппарата для точечной сварки:
Чтобы выполнить точечный сварной шов, в маленькое место нужно вложить довольно много энергии за очень короткий промежуток времени. Чтобы сохранить такое количество энергии и обеспечить быстрое высвобождение этой энергии, будет использоваться батарея конденсаторов. Я использовал 19 конденсаторов Nichicon UBY 7500uF/35V, соединенных параллельно, общей емкостью 142500uF. Я буду заряжать их максимум до 31 В, потому что почти всегда используется некоторое снижение номинала электролитических конденсаторов, и это должно увеличить срок службы этих конденсаторов. 142500мкФ на 31В даст 64,19Дж энергии, которой должно хватить для точечной сварки выводов батареи. Каждый из этих конденсаторов имеет ESR 18 мОм, что в сумме падает ниже 1 мОм после параллельного соединения. Это позволит использовать очень высокие сварочные токи.
Для высвобождения такого рода энергии потребуется какой-то выключатель с чрезвычайно высоким током. Я хотел использовать что-то, что будет относительно простым в использовании, и я выбрал подержанный промышленный модуль SCR (тиристор): T90RIA120. Он выдерживает пиковые токи более тысячи ампер и не требует сложных драйверов, в отличие от МОП-транзисторов. Должно быть несколько подобных бывших в употреблении тиристоров, которые можно было бы использовать для создания такого аппарата точечной сварки. Эти промышленные модули обычно имеют клеммы для проводов, что упрощает установку.
Прежде чем мы сможем что-то сварить, нам нужно откуда-то получить энергию. Конденсаторы нужно будет зарядить. Для удобства использования я решил получить питание от входа USB-C. Я использовал небольшой модуль триггера USB-C PD на 12 В, который позволит использовать блоки питания и быстрые зарядные устройства. Однако этого еще недостаточно. Эта батарея конденсаторов вызовет чрезвычайно высокий пусковой ток, который, скорее всего, вызовет срабатывание защиты от короткого замыкания в зарядном устройстве/блоке питания, и устройство немедленно выключится. Поэтому нужен какой-то ограничитель тока. Также было бы неплохо увеличить напряжение, потому что это позволит использовать гораздо более высокую энергию сварки. Поэтому я решил включить модуль CC/CV с повышающим преобразователем постоянного тока, который одновременно увеличивает напряжение и ограничивает ток. Я также добавил внешний потенциометр, который позволит легко изменить желаемое напряжение. Я также добавил несколько стабилизирующих резисторов в батарею конденсаторов, чтобы обеспечить более быстрое изменение напряжения. Я также добавил модуль вольтметра, который позволяет легко контролировать напряжение.

Осталась только схема запуска. Есть одно предостережение, связанное с использованием тиристора: как только он начнет проводить, он будет проводить до тех пор, пока ток не упадет, даже если мы больше не запускаем затвор. Поэтому мне нужно будет использовать схему, которая одновременно останавливает зарядку конденсаторов и посылает импульс на затвор тиристора. Для этого импульса я решил использовать готовый двойной релейный модуль на 12 В. Тем не менее, я внес небольшие изменения. Я хотел добавить некоторое время «охлаждения» после каждого сварочного импульса, поэтому я добавил простой времязадающий конденсатор на вход триггера. Я также хотел убедиться, что после каждого нажатия триггерной кнопки на затвор тиристора будет подаваться только один короткий импульс. Для этого я добавил второй конденсатор, который постоянно заряжается, а при нажатии на курок разряжается через контакты реле в затвор тиристора. Это важно из соображений безопасности. Сварку следует начинать только тогда, когда оба сварочных электрода касаются заготовки. Если бы сварка начиналась, когда электроды находились в воздухе, и только после этого касались заготовки, то возникал бы ливень больших искр. Однако, если мы посылаем на затвор тиристора только один импульс, мы должны быть в безопасности в случае ошибки пользователя, потому что сварка произойдет только в том случае, если все настроено правильно при первом нажатии на триггер. Я опубликую подробности о модификации схемы реле в последующих инструкциях.

Посмотреть все 6 журналов проекта

1
Подготовка блока конденсаторов
Поскольку мы будем иметь дело с чрезвычайно высокими сварочными токами, нам необходимо иметь прочные соединения между конденсаторами. Я собираюсь использовать 19x 7500 мкФ 35 В конденсаторы Nichicon UBY.
Все конденсаторы должны быть подключены параллельно. Форма и конденсаторная батарея могут различаться в зависимости от типа корпуса или типа используемых конденсаторов, но в любом случае все положительные выводы должны быть соединены вместе, а все отрицательные выводы должны быть соединены вместе. Выводы конденсаторов с левой и правой стороны пришлось немного согнуть и скрутить, чтобы они поместились в моем корпусе.
На следующих рисунках показано, как будет выполняться подключение, а также куда позже будут подсоединены зарядные и сильноточные сварочные провода:
Сначала я собираюсь вставить конденсаторы в двустороннюю перфорированную плату с металлизированными отверстиями, предварительно вырезанную до нужного размера.
Я использую несколько кусочков медного фитиля для увеличения пропускной способности по току:
После того, как медный фитиль продет через ножки конденсатора, я сгибаю ножки и наношу достаточное количество припоя. Этот процесс необходимо повторить для всех рядов конденсаторов. Пожалуйста, обратите внимание на полярность! Конденсаторы должны быть соединены параллельно.
Вот так должна выглядеть припаянная батарея конденсаторов. Это может выглядеть немного иначе в зависимости от количества и размера конденсаторов. Я также добавил высокоомные стабилизирующие резисторы, которые со временем заставят конденсаторы разряжаться (что хорошо для безопасности, а также позволяет быстрее регулировать напряжение, если напряжение снижается). Обратите внимание на более толстые медные области слева и справа: кабели будут присоединены к ним на следующих шагах.
2
Модификация релейного модуля
Так должна выглядеть нижняя часть релейной платы HW-279 после модификации. Вам необходимо внести эти изменения, если вы хотите сделать этот аппарат для точечной сварки, используя готовые модули. Если вместо этого вы хотите создать пользовательскую плату, вы можете пропустить этот шаг и перейти к созданию пользовательской платы.
Добавлены четыре компонента: два конденсатора и два резистора.
Первый конденсатор добавлен между контактами GND и TRIG (TRIG включает реле). Это приведет к тому, что реле выключится с задержкой (около одной секунды). Это необходимо для того, чтобы убедиться, что батарея конденсаторов полностью разряжена перед возобновлением зарядки. Этот конденсатор не нужно припаивать, его можно вставить в винтовые клеммы.
Второй конденсатор припаян между GND и соединением двух резисторов. Этот конденсатор будет накапливать заряд, который будет использоваться для срабатывания затвора SCR. При включении реле этот конденсатор будет разряжаться на затвор.
Первый резистор 4,7 кОм, который используется для «капельного заряда» конденсатора, отвечающего за запуск тринисторного затвора. Сопротивление достаточно велико, чтобы не вызвать срабатывание затвора SCR самим этим резистором (но полностью заряженный конденсатор вызовет срабатывание SCR).
Второй резистор 10 Ом, 1 Вт. Он добавляет некоторое сопротивление между затвором SCR и конденсатором, чтобы свести к минимуму вероятность искрения и залипания контактов реле.
3
Подготовка проводов и кабельных разъемов
Теперь необходимо прикрепить силиконовые провода 10 AWG к положительным и отрицательным выводам блока конденсаторов. Перед пайкой я обмотал зачищенные концы дополнительными кусками проволоки, чтобы они оставались на месте. Затем я нанес немного припоя на провода.
После пайки пригоревший флюс можно очистить изопропиловым спиртом.
Теперь отрицательный провод необходимо заделывать кабельным наконечником (отверстие диаметром 5 мм). У меня не было подходящего пресса, поэтому я отрезал верхнюю часть кабельного наконечника и припаял провод, вместо того, чтобы обжимать его. Не забудьте вставить кусок термоусадки перед пайкой.

Вот так должен выглядеть минусовой кабель после пайки и термоусадки.
Необходимо подготовить еще один короткий кабель (отрицательный/черный), один конец которого заканчивается наконечником. Положительный (красный) кабель пока остается неподключенным.
Теперь к зачищенным концам положительного и отрицательного кабелей необходимо припаять разъем XT90. Сюда позже будут подсоединены сварочные зонды.

Посмотреть все 6 инструкций

Нравится этот проект?

Делиться

Не очень умный аппарат для точечной сварки с емкостным разрядом

Детали

1 × Двойной релейный модуль HW-279 12 В
1 × Тиристорный модуль T90RIA120 или аналогичные бывшие в употреблении промышленные SCR
1 × Повышающий преобразователь DC-DC CC/CV (XY-SJVA-4)
19 × Конденсаторы Nichicon UBY 7500 мкФ/35 В (или аналогичные)
1 × Триггерный модуль USB-C PD 12 В (или бочкообразный разъем как более дешевый вариант)

Посмотреть все 15 компонентов

Видео с комментариями
Адальберт • 06. 11.2022 в 16:24 • 0 комментариев
Видео с комментариями наконец-то готово. Здесь показано, как работает этот аппарат для точечной сварки и как его собрать:
Сборка
Адальберт • 08.10.2022 в 12:31 • 0 комментариев
На этой анимации показано, как компоненты точечной сварки упакованы в корпус:
Я использовал напечатанную на 3D-принтере панель (белая часть, файлы STL находятся в разделе «Файлы») и стандартный пластиковый корпус (модель 150 мм x 110 мм x 70 мм «Kradex Z3W»). ‘). Модули удерживаются болтами и гайками M2,5 или M3, а болты M5 использовались для крепления сварочных кабелей к модулю SCR.
В зависимости от вашего региона вам может потребоваться использовать чехол от другого производителя и внести некоторые изменения в файлы STL. Вы также можете сделать корпус самостоятельно или даже использовать аппарат для точечной сварки без корпуса.
Анимационный цирк
Адальберт • 06.10.2022 в 20:53 • 0 комментариев
Я создал интерактивную анимацию упрощенной версии схемы, используя веб-сайт https://www.falstad.com/circuit/. Его не следует рассматривать как точную симуляцию, но он показывает общее представление о том, как запускается сварочный импульс и как происходит зарядка и разрядка конденсатора.
Вы можете открыть схему в своем браузере, перейдя по этой ссылке: https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgj…
Модуль повышающего преобразователя здесь не указан.
Начальные сварные швы
Адальберт • 06.10.2022 в 16:02 • 0 комментариев
Я сделал несколько первоначальных тестовых сварных швов со старыми батарейками типа АА, старыми батарейками типа «таблетка» и никелевыми полосками толщиной 0,1 мм. Я начал с почти максимального напряжения (30 В), но это, вероятно, больше, чем нужно для никелевых полосок толщиной 0,1 мм. Этот аппарат для точечной сварки, безусловно, обладает достаточной мощностью для выполнения своей задачи. Мне нужно будет найти оптимальные настройки напряжения для различных никелевых полосок.
Испытание точечной сварки с батарейкой типа «таблетка». Сварщик питается от блока питания USB-C. Вы можете видеть, как напряжение мгновенно снижается до нуля и повышается, когда точечная сварка завершена.
Крупный план одного из первых точечных швов.

Мне удалось повесить около 1 кг груза (1 литр воды) на металлическую полосу, приваренную к испытательной камере АА.
Мне понадобились плоскогубцы, чтобы снять никелевую полоску с ячейки. Видно, что части никеля оторваны и на никелевой полоске остались отверстия, а также остатки никеля, прикрепленные к ячейке. Это хорошо, потому что это означает, что сварка была довольно прочной.
На данный момент я тестировал только маленькие батарейки типа АА и монетки, потому что именно их я в основном собираюсь использовать с этим аппаратом для точечной сварки (восстановление Ni-Mh аккумуляторов для старых устройств), однако, вероятно, он будет хорошо работать с литий-ионными элементами. слишком.
Упрощенная схема
Адальберт • 06.10.2022 в 00:14 • 0 комментариев
Несмотря на то, что в этом проекте я в основном использую готовые модули (с некоторыми модификациями), возможно, было бы также неплохо иметь возможность собрать этот аппарат для точечной сварки с помощью специальной печатной платы, изготовленной по индивидуальному заказу. А пока я создал упрощенную схему, которая должна продемонстрировать, как работает это устройство. Я воссоздал релейный модуль, используя дискретные компоненты. Однако модуль повышающего преобразователя пока показан как «черный ящик». Мне нужно будет подумать о подходящей микросхеме, которую можно было бы здесь использовать. Преобразователь тока может зарядить батарею конденсаторов примерно за 4 секунды при входном напряжении 12 В/3 А, что является довольно хорошим результатом. Думал использовать в качестве замены MC34063, но он будет как минимум в 4 раза медленнее. И все знают, что он древний, но при этом очень дешевый и простой в реализации. Есть и более современные чипы, которые лучше, но сложнее в реализации и дороже. Мне нужно будет оценить все возможные варианты и что-то решить.
Как это работает, выбор компонентов
Адальберт • 05.10.2022 в 22:03 • 0 комментариев
На рисунке показаны компоненты, необходимые для сборки этого аппарата для точечной сварки:
Чтобы выполнить точечный сварной шов, в маленькое место нужно вложить довольно много энергии за очень короткий промежуток времени. Чтобы сохранить такое количество энергии и обеспечить быстрое высвобождение этой энергии, будет использоваться батарея конденсаторов. Я использовал 19 конденсаторов Nichicon UBY 7500uF/35V, соединенных параллельно, общей емкостью 142500uF. Я буду заряжать их максимум до 31 В, потому что почти всегда используется некоторое снижение номинала электролитических конденсаторов, и это должно увеличить срок службы этих конденсаторов. 142500мкФ на 31В даст 64,19Дж энергии, которой должно хватить для точечной сварки выводов батареи. Каждый из этих конденсаторов имеет ESR 18 мОм, что в сумме падает ниже 1 мОм после параллельного соединения. Это позволит использовать очень высокие сварочные токи.
Для высвобождения такого рода энергии потребуется какой-то выключатель с чрезвычайно высоким током. Я хотел использовать что-то, что будет относительно простым в использовании, и я выбрал подержанный промышленный модуль SCR (тиристор): T90RIA120. Он выдерживает пиковые токи более тысячи ампер и не требует сложных драйверов, в отличие от МОП-транзисторов. Должно быть несколько подобных бывших в употреблении тиристоров, которые можно было бы использовать для создания такого аппарата точечной сварки. Эти промышленные модули обычно имеют клеммы для проводов, что упрощает установку.
Прежде чем мы сможем что-то сварить, нам нужно откуда-то получить энергию. Конденсаторы нужно будет зарядить. Для удобства использования я решил получить питание от входа USB-C. Я использовал небольшой модуль триггера USB-C PD на 12 В, который позволит использовать блоки питания и быстрые зарядные устройства. Однако этого еще недостаточно. Эта батарея конденсаторов вызовет чрезвычайно высокий пусковой ток, который, скорее всего, вызовет срабатывание защиты от короткого замыкания в зарядном устройстве/блоке питания, и устройство немедленно выключится. Поэтому нужен какой-то ограничитель тока. Также было бы неплохо увеличить напряжение, потому что это позволит использовать гораздо более высокую энергию сварки. Поэтому я решил включить модуль CC/CV с повышающим преобразователем постоянного тока, который одновременно увеличивает напряжение и ограничивает ток. Я также добавил внешний потенциометр, который позволит легко изменить желаемое напряжение. Я также добавил несколько стабилизирующих резисторов в батарею конденсаторов, чтобы обеспечить более быстрое изменение напряжения. Я также добавил модуль вольтметра, который позволяет легко контролировать напряжение.

Осталась только схема запуска. Есть одно предостережение, связанное с использованием тиристора: как только он начнет проводить, он будет проводить до тех пор, пока ток не упадет, даже если мы больше не запускаем затвор. Поэтому мне нужно будет использовать схему, которая одновременно останавливает зарядку конденсаторов и посылает импульс на затвор тиристора. Для этого импульса я решил использовать готовый двойной релейный модуль на 12 В. Тем не менее, я внес небольшие изменения. Я хотел добавить некоторое время «охлаждения» после каждого сварочного импульса, поэтому я добавил простой времязадающий конденсатор на вход триггера. Я также хотел убедиться, что после каждого нажатия триггерной кнопки на затвор тиристора будет подаваться только один короткий импульс. Для этого я добавил второй конденсатор, который постоянно заряжается, а при нажатии на курок разряжается через контакты реле в затвор тиристора. Это важно из соображений безопасности. Сварку следует начинать только тогда, когда оба сварочных электрода касаются заготовки. Если бы сварка начиналась, когда электроды находились в воздухе, и только после этого касались заготовки, то возникал бы ливень больших искр. Однако, если мы посылаем на затвор тиристора только один импульс, мы должны быть в безопасности в случае ошибки пользователя, потому что сварка произойдет только в том случае, если все настроено правильно при первом нажатии на триггер. Я опубликую подробности о модификации схемы реле в последующих инструкциях.

Посмотреть все 6 журналов проекта

1
Подготовка блока конденсаторов
Поскольку мы будем иметь дело с чрезвычайно высокими сварочными токами, нам необходимо иметь прочные соединения между конденсаторами. Я собираюсь использовать 19x 7500 мкФ 35 В конденсаторы Nichicon UBY.
Все конденсаторы должны быть подключены параллельно. Форма и конденсаторная батарея могут различаться в зависимости от типа корпуса или типа используемых конденсаторов, но в любом случае все положительные выводы должны быть соединены вместе, а все отрицательные выводы должны быть соединены вместе. Выводы конденсаторов с левой и правой стороны пришлось немного согнуть и скрутить, чтобы они поместились в моем корпусе.
На следующих рисунках показано, как будет выполняться подключение, а также куда позже будут подсоединены зарядные и сильноточные сварочные провода:
Сначала я собираюсь вставить конденсаторы в двустороннюю перфорированную плату с металлизированными отверстиями, предварительно вырезанную до нужного размера.
Я использую несколько кусочков медного фитиля для увеличения пропускной способности по току:
После того, как медный фитиль продет через ножки конденсатора, я сгибаю ножки и наношу достаточное количество припоя. Этот процесс необходимо повторить для всех рядов конденсаторов. Пожалуйста, обратите внимание на полярность! Конденсаторы должны быть соединены параллельно.
Вот так должна выглядеть припаянная батарея конденсаторов. Это может выглядеть немного иначе в зависимости от количества и размера конденсаторов. Я также добавил высокоомные стабилизирующие резисторы, которые со временем заставят конденсаторы разряжаться (что хорошо для безопасности, а также позволяет быстрее регулировать напряжение, если напряжение снижается). Обратите внимание на более толстые медные области слева и справа: кабели будут присоединены к ним на следующих шагах.
2
Модификация релейного модуля
Так должна выглядеть нижняя часть релейной платы HW-279 после модификации. Вам необходимо внести эти изменения, если вы хотите сделать этот аппарат для точечной сварки, используя готовые модули. Если вместо этого вы хотите создать пользовательскую плату, вы можете пропустить этот шаг и перейти к созданию пользовательской платы.
Добавлены четыре компонента: два конденсатора и два резистора.
Первый конденсатор добавлен между контактами GND и TRIG (TRIG включает реле). Это приведет к тому, что реле выключится с задержкой (около одной секунды). Это необходимо для того, чтобы убедиться, что батарея конденсаторов полностью разряжена перед возобновлением зарядки. Этот конденсатор не нужно припаивать, его можно вставить в винтовые клеммы.
Второй конденсатор припаян между GND и соединением двух резисторов. Этот конденсатор будет накапливать заряд, который будет использоваться для срабатывания затвора SCR. При включении реле этот конденсатор будет разряжаться на затвор.
Первый резистор 4,7 кОм, который используется для «капельного заряда» конденсатора, отвечающего за запуск тринисторного затвора. Сопротивление достаточно велико, чтобы не вызвать срабатывание затвора SCR самим этим резистором (но полностью заряженный конденсатор вызовет срабатывание SCR).
Второй резистор 10 Ом, 1 Вт. Он добавляет некоторое сопротивление между затвором SCR и конденсатором, чтобы свести к минимуму вероятность искрения и залипания контактов реле.
3
Подготовка проводов и кабельных разъемов
Теперь необходимо прикрепить силиконовые провода 10 AWG к положительным и отрицательным выводам блока конденсаторов. Перед пайкой я обмотал зачищенные концы дополнительными кусками проволоки, чтобы они оставались на месте. Затем я нанес немного припоя на провода.
После пайки пригоревший флюс можно очистить изопропиловым спиртом.
Теперь отрицательный провод необходимо заделывать кабельным наконечником (отверстие диаметром 5 мм). У меня не было подходящего пресса, поэтому я отрезал верхнюю часть кабельного наконечника и припаял провод, вместо того, чтобы обжимать его. Не забудьте вставить кусок термоусадки перед пайкой.

TOP HEADLINES