CapWelder — точечная сварка на ионисторах своими руками

updated 21.07.20

схема, 3d модель, фото

Точечная сварка очень полезная штука. Она используется для быстрого соединения аккумуляторов типа 18650 в сборки. На моем канале youtube есть несколько видео о моих экспериментах по созданию аппарата для точечной сварки на суперконденсаторах.

Я переделал на литий шуруповерт, электровелосипед, собрал хранилище для солнечной энергии своей СЭС и даже прокачал электрическую газонокосилку!

Функциональная схема точечной сварки

Для точечной сварки нужен импульс тока в несколько сотен ампер. Часто в качестве источника тока используют трансформатор от микроволновки. Я не хотел связываться с трансформаторами из-за их гигантского размера и веса, а в качестве источника возьму пару ионисторов емкостью 3000 Фарад.

Мощность сварки выбирается в зависимости от толщины никелированной ленты. Для соединения аккумуляторов используют лены толщиной 0.1 мм — 0.3 мм.

Схема точечной сварки на ионисторах и мосфетах.

Одновибратор на таймере 555 по нажатию на зеленую кнопку формирует одиночный импульс. Переменный резистор на 10к позволяет регулировать длительность импульса от 5 до 30 мс. Импульс с большей длительностью вызывает локальный перегрев места сварки и ухудшает качество соединения.

Сформированный импульс поступает на драйвер силовых транзисторов TC4420, который может резко открыть или закрыть сборку из силовых ключей IRF1324.

Вольт-амперная характеристика транзистора IRF1324

По вольт-амперной характеристике понятно, что при напряжении 5 В один транзистор может выдать ток более 100 А. Сборка из 4-х мосфетов выдаст токи примерно в 500 А. А при 7.5В более 1000 А

Для более резкого срабатывания силовых ключей на затворах желательно формировать напряжение 7 — 12В. Это сокращает переходные процессы и уменьшает нагрев транзисторов.

Для повышения напряжения с 5 В до 12 В возьму готовый DC-DC бустер. На выходе бустера обязательно нужен конденсатор на 470 — 1000 мкФ. Именно он питает схему в момент сварки, а диод, расположенный в бустере не дает конденсатору быстро разрядится при замыкании сварочных электродов.

Блок питания на 5 В 3 А подзаряжает ионисторы в перерывах между сварочными импульсами.

Электрическая схема макет печатной платы

Два синих светодиода, соединенные последовательно, начинают светится как раз при напряжении в 5 В. Из них получился индикатор готовности аккумуляторов. Я добавил желтый индикатор контакта электродов. Сделал схему и развел плату в редакторе EasyEDA

Корпус и механическая сборка

В собранном виде получился вполне работоспособный аппарат для точечной сварки. Я установил плату управления на сборку из ионисторов.

Чтобы скрыть потроха — замоделил крышку корпуса во Fusion360 и напечатал её на 3d принтере. Новая версия немного отличается, т.к. сделана под заводскую плату.

Собранный споттер на 2-х ионисторах.

Один ионистор на 3000 Ф обошелся примерно 1900 руб. Весь споттер стоит значительно дешевле даже китайских сварочников и справляется с лентой 0.1 — 0.12 мм.

Плата достаточно универсальна. Ее можно использовать для более мощной сварки на 3-х ионисторах напряжением 7.5В. В такой сборке DC-DC бустер можно заменить на диод Шоттки, а вместо одного из 2-х синих светодиодов использовать сабилитрон на 5.1 В. Естественно для зарядки понадобиться блок питания на 7.5В 3А. Такой споттер справляется с лентой до 0.3 мм

Функционал споттера достаточен для домашней мастерской. Однако, можно добавить отложенный автозапуск при касании электродами ленты. Также можно добавить дисплей для индикации параметров и выборов режимов работы. Еще можно сделать двойной импульс сварки.

Если вам понравился проект — поддержите автора! Это мотивирует на создание полезных самоделок!

Также вы можете заказ комплект для самостоятельной сборки CapWelder со всеми необходимыми материалами, кроме ионисторов и блока питания. Их можно заказать самостоятельно по ссылке.

или заказать готовую плату на SMD компонентах

В посылке с комплектом будут все компоненты, в т.ч. печатная плата, корпус и все элементы кроме ИОНИСТОРОВ и блока питания. Вырученные средства пойдут на на закупку материалов для новых проектов, оборудования для съемки, содержание сайта и доменного имени.

Необходимые метериалы

10 комментариев к «CapWelder — точечная сварка на ионисторах своими руками»

  1. Молодец. Но для людей, которые хотят сами сделать, ты не оставил ссылки на плату и корпус.

    1. Ща всё будет. Статью еще дописываю…

  2. Для большей надежности свариваемых железок нужен двойной импульс на электродах .Установлено опытами по сварке .

    1. Спасибо! Да, наверно нужно уже делать версию с дисплеем и на ардуино

    1. Я как-то пытался, но ценник на доставку получается в 4-е раза дороже чем в РФ 🙁

    1. Сергей, могу отправить полный комплект, но без самих ионисторов. Есть 3 варианта: на 5В (для 2 ионисторов), на 7.5В (3 ионистора), 12В (для автомобильных аккумуляторов). Нужен ваш email и другие данные для отправки комплекта

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх