Простейший аппарат для сварки тонкого металла

Аккумуляторы 18650 и их сварка

Аккумулятор типа 18650 можно справедливо назвать универсальным, применяемым в большинстве бытовых приборов. Он принадлежит к литий-ионному виду. В связи с их популярностью большое значение имеет такой вид работ, как точечная сварка для аккумуляторов 18650 своими руками. Технические параметры заложены в самом названии такого вида аккумуляторов: первые две цифры «18» означают диаметр батарейки, а следующие «65» — ее длину. Габариты указаны в миллиметрах. Последняя цифра свидетельствует о цилиндрической форме аккумулятора.

В зависимости от химических показателей различается несколько видов аккумуляторов 186560, но их всех можно отнести к литий-ионным. Наибольшую емкость имеют литий-кобальтовые аккумуляторы. Литий-кобальтовые аккумуляторы нельзя применять в тех приборах, которые во время эксплуатации начнут оказывать на них сильную нагрузку. Иначе они за короткое время выйдут из строя, и для ремонта понадобится точечная сварка для аккумуляторов 18650.

Лучшими аккумуляторами такого типа считаются литий-марганцевые. Они отличаются стабильностью при эксплуатации и долгим сроком службы, поэтому весьма востребованы среди пользователей. К наиболее безопасным видам относятся литий-железо-фосфатные.

Их относительная безопасность объясняется тем, что входящий в состав железо-фосфатный катод нетоксичен и устойчив к воздействию высоких температур. Однако, при сильных повреждениях корпуса они могут взорваться или воспламениться и тогда понадобится сварка аккумуляторов 18650, которая исправит эту ситуацию.

Аппарат для сварки аккумуляторов 18650 не является слишком сложным и вполне может быть изготовлен самостоятельно в домашних условиях. Для того, чтобы аккумуляторы реже выходили из строя, необходима их правильная зарядка, которую надо осуществлять согласно имеющейся технологии. Для этого следует воспользоваться специальным зарядным устройством. Оно может быть независимым или работать только при подключении в электросеть.

Для зарядки аккумулятора понадобится порядка трех часов. На скорость зарядки влияет сила тока. Ее оптимальное значение 0,5-1 Ампер. После окончания зарядки произойдет самостоятельное отключение батарейки от зарядного устройства, что гарантирует отсутствие перегрева аккумулятора и его порчи.

Сварка аккумуляторов 18650 своими руками предполагает прохождение таких этапов:

1. Батарею установить на ровную поверхность.
2. На поверхности аккумуляторов положить небольшую пластинку, предназначенную для того, чтобы соединить несколько емкостей в одно целое.
3. После подачи тока на электроды пластина будет приварена к батарее.

Точечная сварка своими руками 18650 должна осуществляться медными электродами, соединенными параллельно. Такая самодельная точечная сварка для аккумуляторов 18650 является отличной заменой обычной пайке, при которой происходит перегревание элементов. Мгновенный импульсный разряд соединит детали крепко, но без их перегрева. Указанным способом представляется возможным наладить работу, как строительных инструментов типа шуруповерта, так и компьютерной техники.

Схема точечной сварки для аккумуляторов:

Аппарат для сварки аккумуляторов 18650 несложно собрать самостоятельно. После его сборки перед тем, как начать работать, следует провести испытание на работоспособность. Делается это в следующей последовательности:

1. На горизонтальной поверхности установить несколько штук отработанных аккумуляторов. В дальнейшем потребуется соединить их в один блок. Для фиксации можно обмотать их скотчем.
2. Поместить соединительную пластину на верхние поверхности аккумуляторов. Пластина должна располагаться равномерно и симметрично.
3. Прижать к сооружению электроды.
4. Включить ток и убедиться в том, сварка происходит должным образом.
5. Сделать несколько соединительных точек.
6. Отключить ток.
7. Убедиться в надежности полученного соединения, попробовав разорвать его.

Если проверка прошла успешно, то можно приступать к работе.

Примеры самодельных конструкций

В интернете есть много примеров создания аппаратов, производящих точечную сварку. Приведем несколько наиболее удачных конструкций. Ниже показана схема простого устройства для точечной сварки.

Пример принципиальной схемы аппарата

Для реализации нам понадобятся следующие радиодетали:

• R — переменное сопротивление номиналом 100 Ом;
• С – конденсатор, рассчитанный на напряжение не менее 25 В с емкостью 1000 мкФ;
• VD1 – тиристор КУ202, буквенный индекс может быть К, Л, М или Н, можно также использовать ПТЛ-50, но в этом случае емкость «С» необходимо понизить до 1000 мкФ;
• VD2-VD5 – диоды Д232А, зарубежный аналог – S4M;
• VD6-VD9 – диоды Д226Б, их можно заменить зарубежным аналогом 1N4007;
• F – плавкий предохранитель на 5 А.

Необходимо сделать отступление, чтобы рассказать, как изготовить трансформатор TR1. Он изготавливается на базе железа Ш40, с толщиной набора 70 мм. Для первичной обмотки потребуется провод ПЭВ2 Ø0,8 мм. Количество витков в обмотке – 300.

Чтобы сделать вторичную обмотку, понадобится медный многожильный провод Ø4 мм. Его допускается заменить шиной, при условии, что ее сечение будет как минимум 20 мм 2 . Количество витков вторичной обмотки – 10.

Видео: контактная сварка своими руками

Что касается TR2, то для него подойдет любой из маломощных трансформаторов (от 5 до 10 Вт). При этом на обмотке II, используемой для подключения лампы подсветки «H», должно быть выходное напряжение в пределах 5-6 В, а обмотки III – 15 В.

Мощность изготовленного аппарата будет относительно не высокая, в пределах от 300 до 500 А, максимальное время импульса до 0,1 сек (при условии, что номиналы «R» и «С» будут такими же, как на приведенной схеме). Этого вполне достаточно для сварки стальной проволоки Ø0,3 мм или листового металла, если его толщина не превышает 0,2 мм.

Приведем схему более мощного аппарата, у которого сварочный электроток импульса будет в пределах от 1,5 кА до 2 кА.

Схема аппарата с силой импульса до 2 кА

Перечислим используемые в схеме компоненты:

• номиналы сопротивлений: R1-1.0 кОм, R2-4.7 кОм, R3-1.1 кОм;
• емкости в схеме: С1-1.0 мкФ, С2-0,25 мкФ. Причем, С1 должен быть рассчитан под напряжение не менее 630 В;
• VD1-VD4 диоды – диоды Д226Б, допускается замена на зарубежный аналог 1N4007, вместо диодов можно поставить диодный мост, например, КЦ405А;
• тиристор VD6 – КУ202Н, его необходимо поместить на радиатор, площадью не менее 8 см 2 ;
• VD6 – Д237Б;
• F — плавкий предохранитель на 10 А;
• К1 – это любой магнитный пускатель, у которого имеется три пары рабочих контактов, а обмотка рассчитана на

220 В, например, можно установить ПМЕ071 МВУХЛЗ AC3.

Теперь расскажем, как сделать трансформатор ТR1. За основу взят автотрансформатор ЛАТР-9, такой, как показан на фотографии.

Используемый за основу автотрансформатор

Обмотка в этом автотрансформаторе насчитывает 266 витков, сделана она медным проводом Ø1,0 мм, ее мы будем использовать в качестве первичной. Аккуратно разбираем конструкцию, чтобы не повредить обмотку. Вал и прикрепленный к нему передвижной роликовый контакт демонтируем.

Дале нам необходимо изолировать контактную дорожку, с этой целью очищаем ее от пыли, обезжириваем и покрываем лаком. Когда он просохнет дополнительно, изолируем всю обмотку, используя лакоткань.

В качестве вторичной обмотки используем медный провод с площадью сечения как минимум 80 мм 2

Важно, чтобы изоляция этого провода была термостойкой. Когда все условия соблюдены, делаем им обмотку из трех витков

Настройка собранного устройства сводится к градированию шкалы переменного резистора, регулирующего время импульса.

Рекомендуем перед тем как приступать к сварке, установить опытным путем оптимальное время для импульса. Если длительность будет излишней, детали будут прожжены, а если меньше необходимой — прочность соединения будет ненадежной.

Как уже писалось выше, аппарат способен выдать сварочный электроток силой до 2000 А, что позволяет сваривать стальной провод Ø3 мм или листовую сталь, толщина которой не превышает 1,1 мм.

2 Как сделать своими руками сварочный агрегат?

Теперь, когда мы знаем главные особенности сварочника, можно приступать к сборке самодельного сварочного аппарата. Сейчас в интернете имеется немало схем и инструкций для выполнения такой задачи, которые дают возможность создавать практически любое оборудование для сварки – на переменном и постоянном токе, импульсное и инверторное, автоматическое и полуавтоматическое.

В сложные технические «дебри» мы вдаваться не будем, и расскажем вам, как сделать сварочный аппарат самого простого трансформаторного типа. Работать он будет на переменном токе, обеспечивая эффективное и вполне достойное по качеству шва сварное соединение. Такой агрегат позволит выполнить любые бытовые работы, при которых требуется сварка металлических и стальных изделий. Для его изготовления понадобятся следующие материалы:

• пара десятков метров толстого (желательно медного) кабеля (провода);
• железо для сердечника трансформаторного устройства (железо должно характеризоваться достаточно большой магнитной проницаемостью).

Сердечник удобнее всего делать стержневым, традиционной П-образной формы. В принципе, допускается использовать и сердечник иной конфигурации, например, круглый из статора любого сгоревшего электрического двигателя, но будьте готовы к тому, что на круглую конструкцию обмотки наматывать намного сложнее. Рекомендованная площадь сечения сердечника для стандартного бытового сварочного агрегата, сделанного самостоятельно, составляет порядка 50 квадратных сантиметров.

Большее сечение делать нет смысла, так как агрегат станет намного тяжелее, а вот реального технического эффекта вы не добьетесь. Если вас не устраивает рекомендованная величина площади сечения, вы можете сами рассчитать ее значение, пользуясь схемой, приведенной в первой части нашей статьи.

Первичную обмотку требуется выполнять из медного провода с высокими характеристиками термической стойкости (во время сварки обмотка подвергается воздействию высоких температур). Данный провод, кроме того, должен иметь хлопчатобумажную либо стеклотканевую изоляцию. В крайнем случае, допускается применять провод в резинотканевой либо обычной резиновой изоляционной оболочке, но ни в коем случае не в полихлорвиниловой.

Изоляцию, кстати, можно сделать самостоятельно, нарезав из хлопчатобумажной или стеклоткани полоски двухсантиметровой ширины. Этими полосками вы обматываете медный кабель, после чего пропитываете провод с самодельной изоляцией любым лаком электротехнического назначения. Поверьте, подобная изоляция не перегреется при эксплуатации 6–7 сварочных стержней (при их сжигании на средней продолжительности сварочных работ).

Площади сечения обмоток рассчитываются по принципам, которые были изложены ранее. Думается, с данными расчетами у вас проблем не возникнет. Обычно площадь сечения «вторичного» провода берется на уровне 25–30 квадратных миллиметров, «первичного» – 5–7 (значения для самодельных агрегатов, которые будут работать со стержнями диаметром 3–4 миллиметра).

Также просто определяют протяженность куска медного провода и количество витков для обеих обмоток. А затем начинают наматывать катушки. Их каркас выполняют по геометрическим параметрам магнитопровода. Размеры подбирают таким образом, чтобы на сердечник, изготовленный из текстолита либо картона, используемого в электротехнике, магнитопровод одевался без каких-либо затруднений.

Намотка катушек имеет маленькую особенность. Первичную обмотку наматывают наполовину, затем на нее накладывают и половину вторичной. После этого аналогичным образом обрабатывают и вторую часть катушки. Для улучшения изоляционных свойств желательно между слоями прокладывать кусочки картонных полосок, стеклоткани либо плотной бумаги.

После сборки сварочной установки, сделанной своими руками, ее в обязательном порядке настраивают. Для этого нужно включить ее в сеть и выполнить на вторичной обмотке замер показателя напряжения. Его величина обязана равняться 60–65 В. Если напряжение иное, потребуется смотать (либо домотать) часть обмотки. Такие процедуры придется выполнять до тех пор, пока не будет достигнута указанная величина напряжения.

На постоянном токе

Для некоторых видов сварки необходим сварочник на постоянном токе. Таким инструментом можно варить чугун и нержавеющую сталь. Сделать сварочный аппарат постоянного тока своими руками можно не больше, чем за 15 минут, переделав самоделку на переменном токе. Для этого к вторичной обмотке необходимо подключить выпрямитель, собранный на диодах. Что касается диодов, они должны выдерживать ток в 200 А и иметь хорошее охлаждение. Для этого подойдут диоды Д161.

Выравнивать ток нам помогут конденсаторы С1 и С2 со следующими характеристиками: емкость 15000 мкФ и напряжение 50В. Далее собираем схему, которая указанна на чертеже ниже. Дроссель L1 необходим для регулировки тока. Контакты х4 — плюс для подключения держателя, а х5 — минус для подачи тока на свариваемый участок детали.

Трехфазные сварочные аппараты используются для сварки в производственных условиях, на них установлены двухэлектродные держатели, поэтому в данной статье мы рассматривать их не будем, а инверторы изготавливаются на основе печатных плат и сложных схем с большим количеством дорогостоящих радиодеталей и сложным процессом настройки с использованием специального оборудования. Однако мы все же рекомендуем Вам ознакомиться с инверторной конструкцией на видео ниже.

Электроды для точечной сварки

Сделанная в домашних условиях самодельная точечная сварка годится для небольшого объёма работы. Аппарату рекомендуется дать остыть поработав с 10-14 электродами.

Отличие многоточечного оборудования от его аналогов –работа с металлическими заготовками определённой формы и размера.

Контактное сваривание деталей невозможно при отсутствии электродов из сплавов, имеющих высокий уровень теплопроводности.

Электроды благоприятствуют сжатию металлов и проводят ток на поверхность элементов. Уровень концентрации тепла зависит от наконечников – тонкие механизмы спешно изнашивают себя и нуждаются в постоянной подточке.

Имеется несколько форм выпускаемых наконечников.

Продолжить срок наконечников возможно, следуя нижеперечисленным советам:

• Электроды подбирают, соответствуя критериям используемого в работе металла;
• Максимально обеспечить их сохранность;
• Для тяжёлой сварки использовать более массивные наконечники;
• Использовать водяную рубашку.

Эксперты советуют не подпиливать наконечники по причине возникновения неровностей, что в целом отрицательно повлияет на качество работы.

Как сделать своими руками сварочный агрегат?

После изучения главных особенностей процесса сборки, можно приступать непосредственного к сборке самодельного оборудования.

На сегодняшний день существует большое количество различных способов и рекомендаций, как лучше собрать самодельный сварочный аппарат любого вида – с переменным или постоянным током, импульсные или инверторные, автоматические или полуавтоматические.

Достаточно глубоко в эту тему уходить не стоит, поскольку один из самых простых способов собрать аппарат для сварки своими руками, это использование трансформатора.

Его особенность – работа с переменным током, благодаря чему обеспечивается выполнение качественного шва при сваривании металлических поверхностей. Такое оборудование может справиться с любой бытовой работой, где необходимо сварить металлические либо стальные конструкции

Чтобы изготовить его необходимо подготовить:

1. Несколько метров кабеля с большой толщиной.
2. Материал для сердечника, который будет располагаться в трансформаторе. Сам материал должен обладать повышенной проницаемостью с примагничиванием.

Оптимальный вариант, когда сердечник в форме стрежня имеет букву «П». В некоторых случаях разрешено применять данную деталь в более измененной форме, к примеру, круглой из статора, изготовленной из поврежденного электрического двигателя.

Однако стоит обратить внимание, что на такую форму обмотки накручиваются труднее. Лучше всего, когда сечение сердечника для классического сварочного оборудования, сделанного своими руками и используемого в бытовых целях, имело площадь около 50 см2

Чтобы оборудование имело доступный вес, не стоит увеличивать в объеме сечение, однако технический эффект будет не на высшем уровне. Если площадь сечения вам не подходит, то её удастся посчитать самостоятельно, используя специальные схемы и формулы.

Первичная обмотка должны быть изготовлена из провода из меди, который будет обладать повышенными характеристиками: термическая стойкость, поскольку в процессе эксплуатации конструкции данная детали очень сильно нагревается.

Такая деталь должна обладать хлопчатобумажной либо стеклотканевой изоляцией. На крайний случай, возможно использовать провод из резины с изоляцией либо резиновую ткань, однако опасайтесь полихлорвиниловой обмотки.

Изоляция также изготавливается своими руками, с использованием хлопчатобумажной либо стеклоткани, а точнее её части по 2 см в ширину. Благодаря этим кускам получится обмотать провод, а затем пропитать его с помощью любого лака с электротехническим назначением. Такая изоляция не будет перегреваться после регулярного функционирования.

Аналогично приведенным выше расчетам удастся посчитать, какая площадь сечения обмотки – первичной и вторичной будет самой оптимальной. Зачастую вторичная обмотка имеет площадь около 30 мм2, а первичная обмотка до 7 мм2, с использованием стержня в 4 миллиметра диаметром.

Кроме этого простым способом нужно определить, насколько будет протягиваться кусок провода из меди и сколько витков понадобится, чтобы накрутить две обмотки. После этого наматываются катушки, а каркас изготавливается при помощи геометрических параметров магнитопровода.

Главное проследить, чтобы при надевании магнитопровода не было никаких сложностей. В первую очередь, необходимо правильно подобрать размер сердечника. Его лучше всего изготавливать по помощи электротехнического картона либо текстолита.

По такому же аналогу удастся изготовить конструкцию для сварки мелких деталей. Для дома можно использовать сварочный аппарат «мини» маленького размера.

Вес и габариты сварочника

Мы выбрали тороидальную конструкцию, как наименее габаритную. Здесь простое стечение обстоятельств: в наличии уже был ленточный трансформатор тока от высоковольтного оборудования с дефектом изоляции. Он был забракован и списан.

Оттуда взяли ленту магнитопровода. Свернули ее плотнее, изолировали, намотали провода обмоток. Все это сделали на основе упрощенного расчета старым дедовским методом. Хотя сейчас есть много онлайн калькуляторов.

Для работы трансформатора важно сечение его сердечника. Мы его обеспечили, создав одновременно компактную конструкцию

Аппарат получился чуть выше табуретки, но вес под сорок килограмм (железо да медь тяжелые). Однако, сварщики люди не хилые…

Приварили снизу к корпусу две оси им же, поставили колесики. Получился мобильный вариант. Перемещается в одиночку без больших усилий.

Кстати, от регулирования тока индуктивным сопротивлением отказались. Она значительно утяжеляет конструкцию, да и хлопот много.

Источники

• https://tutsvarka.ru/oborudovanie/svarochnyj-apparat-svoimi-rukami
• https://rezhemmetall.ru/sborka-svarochnogo-apparata-postoyannogo-toka-svoimi-rukami.html
• https://www.elremont.ru/electrik/svarka.php
• https://OFaze.ru/svoimi-rukami/svarochnyj-apparat
• https://moyakovka.ru/instrumenty/samodelnye-svarochnye-apparaty-postoyannogo-toka.html
• https://svoimirykamiinfo.ru/svarochnyj-apparat-svoimi-rukami/
• http://met-all.org/oborudovanie/svarochnye/svarochnyj-invertor-svoimi-rukami-shema.html
• https://zen.yandex.ru/media/housediz/samodelnyi-svarochnyi-apparat-postoiannogo-toka-moi-opyt-5da1cd9a95aa9f00b1b0e574