Как сделать сварку из аккумулятора

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 05.10.2024

При переупаковке литий-ионных элементов типоразмера 18650 (при ремонте АКБ) или при создании новой батареи встает вопрос, каким способом соединить банки шинками. Обычно это делается одним из способов – точечной сваркой или пайкой. У каждого метода есть свои плюсы и минусы. Так при сварке создается очень локальный и очень кратковременный нагрев. Это положительно влияет на емкость батареи – во время процесса сепаратор не расплавляется. Минусом считается небольшая площадь пятна контакта, которая может ограничивать максимальный ток. В некоторых случаях (сборка батареи для ноутбука и т.п.) кратковременная высокая токоотдача не нужна, поэтому сварка считается предпочтительной. В других ситуациях выбор метода за пользователем.

Чем можно варить

Самый лучший вариант сварки для новых аккумуляторов 18650 – промышленный аппарат. Для большинства пользователей он не доступен, поэтому приходиться делать что-то свое.

Аккумулятором

Суть метода точечной сварки, как разновидности контактной сварки, состоит в быстром разогреве соединяемых металлических деталей проходящим через место сопряжения током. При этом выделяется большое количество тепла, которое расплавляет металл в точке контакта, а сжатие способствует диффузии расплавленных областей и образованию прочного соединения. Задача состоит в том, чтобы получить в месте сопряжения достаточно высокий ток. Такой ток можно получить от аккумулятора – например, токоотдача полностью заряженного автомобильного аккумулятора может составлять 700+ ампер. Но наибольший ток зависит от переходного сопротивления в месте прилегания свариваемых поверхностей, поэтому важно уделить внимание чистоте контактируемых граней. Также ток ограничивает сечение проводов, поэтому надо брать провода сечением не менее 10 кв.мм. (лучше 16 кв.мм.).

Сначала надо подготовить шинки – их вырезают из никелевой ленты (точнее, лента изготовлена из никелированной стали). Дальше надо подключиться к аккумулятору – лучше сделать это с помощью штатных автомобильных зажимов. К ним надо подключить проводники соответствующего сечения. С обратной стороны можно сделать специальные наконечники, а можно не делать – не очень удобно, но не возникнет дополнительного переходного сопротивления.

Варить надо в нескольких точках – обычно, в 3..5. По окончании процесса надо проверить качество соединения – подергать рукой. Шинка не должна отрываться.

Прибор из трансформатора

Если под рукой нет аккумулятора, можно сделать сварочный аппарат из понижающего трансформатора. Подойдет трансформатор габаритной мощностью 150..200 Вт. Это означает, что сечение центрального стержня сердечника должно быть 17…20 кв.мм. Надо удалить вторичную обмотку и намотать другую – 2..3 (можно 4) витка проводом соответствующего сечения. В интернете можно найти советы мотать вторичку кабелем от сварочного аппарата, но для приварки шинок к аккумуляторам достаточно проводника сечением (не толщиной!) 10..16 мм.

Неплохо для подобной цели подходят трансформаторы от неисправных СВЧ-печей, к тому же их можно купить по цене лома. В первую очередь надо удалить вторичную высоковольтную обмотку и выколотить шунты (они занимают место, которого и так немного, и несколько снижают мощность трансформатора).

В освободившееся место надо уложить не менее трех витков провода. Если взять проводник сечением 16 кв.мм, можно постараться, и уложить 4 витка.

Выведенные концы обмотки можно снабдить наконечниками. Крепить их надо обжимом, а не пайкой – при нагреве припой может потечь.

Чтобы управлять током и длительностью импульса, потребуется модуль NY-D01, а для его питания – маленький трансформатор с выходным напряжением 9..12 VAC. Все это надо подключить согласно схеме, приложенной к плате, и упрятать в подходящий корпус.

После окончательно сборки можно опробовать аппарат. Возможно, придется подобрать параметры сварки для получения оптимального результата.

Конструкция трансформатора от СВЧ-печи такова, что он ощутимо греется даже на холостом ходу. Нельзя держать первичную обмотку под напряжением сети дольше получаса.

Самоделка из конденсаторов

Если нет трансформатора достаточной мощности, можно пробовать применить батарею из оксидных конденсаторов. Конденсатор имеет свойство накапливать энергию в течение относительно длительного времени, а потом почти мгновенно отдавать ее. Можно собрать батарею достаточной емкости из оксидников, зарядить ее от любого имеющегося источника напряжения, и разряжать на контакты сварочного устройства.

Сопротивление R зависит от наибольшего тока источника. Его можно рассчитать по формуле R=U/Imax, где:

U – напряжение источника;
Imax – наибольший отдаваемый ток.

Так, если есть 12-вольтовый источник с наибольшим током в пол ампера, то резистор должен быть 24 Ома и его мощность должна составлять U*I=6 ватт. Можно ставить резистор и с меньшей мощностью – расчеты показывают, что батарея в 100 000 мкФ полностью зарядится за 12 секунд, причем наибольший ток будет идти только в первый момент, потом он падает по экспоненциальному закону. Резистор даже меньшей мощности сгореть не успеет.

Начальный ток зависит от напряжения, до которого заряжены конденсаторы, а длительность тока разряда (а, следовательно, энергия, передаваемая к месту сварки), зависит от емкости батареи. Ее выбирают по необходимости – насколько массивными окажутся свариваемые детали, насколько сложно их прогреть.

Конденсаторы должны с запасом выдерживать рабочее напряжение. Так, для 12-вольтового источника надо применять емкости не менее, чем на 16 вольт.

Готовые аппараты с Китая

Если нет желания заниматься самоделками, можно прибегнуть к помощи торговых интернет-площадок Юго-Восточной Азии. Существует два варианта решения проблемы:

подобрать готовые сборки из батарей типоразмера 18650 (если предстоит разовая работа);
купить готовый аппарат для точечной сварки (если подходящую сборку найти не удалось или предстоят масштабные работы).

В ценах 2021 года такое устройство обойдется от 1200 до 5000 рублей.

5000 W

Китайцы заморачиваться с названием не стали, и назвали этот аппарат просто – 5000 W. Он предназначен для приварки ленты толщиной 0,1 или 0,15 мм. Сварочный ток регулируется. Производитель обещает высокое качество соединения и красивый шов. Многочисленные положительные отзывы оставляют надежду, что это так.

BTL-02

Также неплохую репутацию имеет аппарат BTL-02.

Работает от аккумуляторов, заявленный наибольший ток – 1,1 кА. Варит никелированную сталь толщиной до 0,2 мм. Имеет защиту от сверхтока, перезаряда АКБ и т.д. Имеет 30 градаций настройки сварочного тока и 25 градаций настройки времени импульса. Декларируется, что электроды служат до 50 000 сварок. Потом их можно заменить.

LC-DB1

Все, что удалось найти - что аппарат предназначен для приварки никелевых полосок к аккумуляторам 18650. Зато цена – одна из самых низких. Решение о приобретении – за потенциальным покупателем.

Технология сварки и советы по соединению банок между собой

Как известно, контактная сварка состоит из двух операций:

плотное сжатие заготовок;
разогрев места контакта мощным импульсом тока.

Для прижатия соединяемых поверхностей во многих аппаратах применяются специальные струбцины. При сварке ячеек АКБ они не нужны – аккумулятор достаточно хрупкий предмет, не надо превышать усилие одной человеческой руки, чтобы не сломать банку. Возможно, для каждой ленты и даже для каждого типа аккумуляторов (корпуса делают из разного металла) придется подобрать параметры сварки. Ориентироваться надо на следующие цифры:

минимальный ток – 500 А (если меньше, качество соединения страдает);
максимальный ток – 1000 А (если больше, начинают обгорать электроды);
длительность импульса – 15..20 мс.

По окончании процесса надо опробовать качество получившегося шва. Прочность должна быть такой, что рукой оторвать шинку от аккумулятора невозможно.

Для наглядности рекомендуем серию тематических видео.

Контактная сварка является надежным и щадящим методом соединения элементов 18650 в батарею. Очень важно освоить технологию, подобрать режимы, и тогда АКБ прослужит долго.

Про сварку от автомобильных аккумуляторов я слышал уже давно, так-же есть видео на ютюбе подтверждающие это. И в принципе я не сомневался в этом так-как характеристики аккумуляторов позволяют это делать. Во-первых большой ток, до 600А с аккумулятора 55Ач, а с акб большей ёмкости ещё больший максимальный ток, по-этому даже большой перебор по току получается нежели его нехватка. Но в общем ещё год назад понадобилось мне заварить раму мотоцикла и боковой прицеп к нему, а подключить сварочный инвертор на даче некуда.

На даче у меня электричество своё, установлена небольшая солнечная электростанция, и там установлен преобразователь 12-220 вольт максимальной мощностью всего 1кВт, и сварку он естественно не потянет. Но у меня в электростанции на тот момент стояли четыре аккумулятора, два по 65Ач, и ещё два по 90Ач, вот я решил сам убедится в том что от АКБ варить можно. В общем принёс два аккумулятора к месту сварки и соединил АКБ последовательно на 24 вольта. Электроды были диаметром 2,5 мм.

Скажу так что заварить удалось, и довольно неплохо, но скорее всего не хватало напряжения так-как дуга очень плохо зажигалась и провара хорошего не получалось, так-как дуга еле-еле горела и часто просто гасла. Но при этом что меня удивило так это то что если электрод залипнет, то он за секунду нагревается до красна и расплавляется. С обычной сваркой я такого не наблюдал, а здесь надо быть аккуратнее, электроды при залипании сгорают махом.

Совсем недавно, в начале февраля (2016-й год) мне снова понадобилась сварка, но у меня уже было три аккумулятора по 90Ач. Варил я раму для ветрогенератора. С тремя последовательно соединёнными аккумуляторами сварка оказалась отличной и с большим перебором по току. Начал я варить электродами 2 мм, и по началу даже несколько дырок прожёг в металле от того что слишком большой ток был. Далее уже варил электродами 2,5 мм, но всё равно был слишком большой ток и приходилось варить очень осторожно чтобы не прожечь тонкий металл 3мм. Такой металл я даже резал свободно электродами. Тогда у меня не-было других электродов, но думаю под такой ток пошли бы электроды 4 мм свободно. В общем варит отлично за исключением того что слишком большой ток, который нечем ограничить. Но к этому привыкаешь, и вполне нормально можно что-то даже серьёзное заварить.

Только аккумуляторы лучше не разряжать глубоко, иначе они испортятся быстро, а от вот большого тока им ничего не будет. Скажу так что от трёх аккумуляторов по 90Ач можно легко сжигать по 15-20 электродов и аккумуляторы не сильно разряжаются, а такое количество электродов это уже прилично.

Далее некоторые фотографии аккумуляторов и сварки

Вот так в общем выглядят сами аккумуляторы соединённые последовательно, провода сварочные у меня 35кв.

Это собственно электроды 2 мм

Электроды 2,5 мм

На этом фото видно провар с обратной стороны, я специально вообще не фотографировал сам процесс сварки, по этому конкретнее качество сварки не запечатлел, но в общем отлично варит.

А вот и результат сварки, сварена рама для ветрогенератора.

Если кому интересно про сам ветрогенератор и про сварку, то я написал статью про изготовление ветрогенератора и там есть видео, где можно увидеть что я там сделал и как варил такой сваркой. На этом всё, если будет что-то новое отпишусь в следующих статьях.

Сварка от АКБ не является полноценным заменителем работы с применением инверторного аппарата, но в случае отсутствия агрегата, при особой необходимости, вполне может выручить в трудной ситуации. Кроме того, иногда возникает нужда в точечном соединении при ремонте блока питания ноутбука или иного устройства, где используются литий ионные батареи, которые нельзя перегревать паяльником. В этом случае можно применить точечную сварку, собрав несложное приспособление и подключив его к клеммам обычной автомобильной АКБ. Мы расскажем подробно, как можно найти выход из сложного положения.

Устройство точечной сварки от аккумулятора

Создание блоков питания для различных устройств, с применением компактных и ёмких литиевых аккумуляторов или ремонт с заменой, вышедшего из строя элемента, требует особого подхода. Дело в том, что литиевые источники нельзя перегревать, иначе они выйдут из строя. Существует последовательное соединение, позволяющее повысить общее напряжение на выходах блока или параллельное, увеличивающее ёмкость источника питания. Соединяют каждый элемент точечной сваркой с применением стальной ленты, покрытой никелем, которая имеется в свободной продаже в виде катушек.

Для такой разовой задачи не стоит покупать профессиональное и дорогостоящее оборудование. Проще создать простейший аппарат для сварки точечным способом, с использованием автомобильного аккумулятора, бывшего в употреблении.

Можно обойтись минимальным набором инструментов и комплектующих, которые найдутся в доме или в продаже, например:

аккумулятор ёмкостью 55 а/час или более и напряжением 12 В, в заряженном состоянии;
провод силовой с сечением более 6 мм 2 для соединения клемм батареи с самодельными держателями электродов;
два щупа приспособленных для крепления медных сменных электродов, диаметр которых должен быть не менее 3 мм;
кассета для фиксации каждого аккумулятора в процессе сборки в блок;
никелевая лента размером 0,12 Х 7 мм необходимой длины;
ножницы и растворитель для обезжиривания;
защитные изолирующие кольца для предотвращения утечек.

Очень важно перед началом сборки блока питания проверить каждые литийионные источники на работоспособность и зарядить их до одинакового уровня.

К держателям электродов крепятся провода, которые в дальнейшем надёжно фиксируются на клеммах аккумуляторной батареи, а контакты литиевых элементов зачищаются от окисного слоя. Литий ионные батареи фиксируются в кассетах для соблюдения неподвижности и соосности во время сварочного процесса.

Никелированная лента отрезается по размеру и выравнивается, затем её вместе с аккумуляторами обезжиривают. Лента накладывается на полюсные контакты и электродами крест-накрест приваривается к аккумуляторам. Во время точечного разряда необходимо обеспечивать прижим электродов к поверхности деталей, а импульс должен длиться не более 1−1,5 секунд.

Сварка металлов от автомобильного аккумулятора

В отсутствие сварочной аппаратуры и в случае крайней необходимости можно сварить детали достаточно эффективно с помощью двух или более АКБ. Они могут быть не новыми, бывшими в употреблении, но заряженными и с надлежащим уровнем электролита. Нужно подобрать провода сечением не менее 32 мм 2 и последовательно соединить аккумуляторы между собой, надёжно закрепив перемычки на клеммах. После этого необходимо подготовить электроды, тщательно зачистить поверхность свариваемых заготовок и организовать рабочее место так, чтобы сварочные провода были не длиннее 3 метров.

Таким образом, сварка от аккумулятора требует следующего оборудования и комплектующих, а именно:

минимум два автомобильных аккумулятора, соединённых последовательно с суммарной емкостью более 110 а/час и напряжением не менее 24 В;
соединительные провода с надёжным креплением на клеммах;
сварочные многожильные провода сечением от 32 мм 2 ;
приспособление для крепления массы;
держатель электродов от плюсовой клеммы;
электроды диаметром от 2 до 3 мм;
молоток и металлическую щётку для зачистки шва;
сварочная маска Хамелеон.

Важно подбирать провода нужного сечения и обеспечивать их надёжное крепление на клеммах и других узлах во избежание перегрева и потерь энергии, а также своевременно проверять температуру аккумулятора и состояние электролита.

Последовательное соединение означает, что плюсовую клемму одного источника нужно соединить с минусовой клеммой другой батареи. Далее кабель с прикреплённым держателем электродов крепим к положительному выводу, а массу к отрицательному. Соединив всю цепь, производим пробную сварку с использованием электрода диаметром 2 мм. Нужно понимать, что поверхность заготовок не должна иметь загрязнений, а электроды должны быть сухими и соответствовать материалу, свариваемых деталей.

При использовании трёх аккумуляторов сила сварочного тока достигает значений от 80 до 110 А, в зависимости от толщины электрода и степени зарядки аккумуляторов, что является вполне достаточным для проведения ремонта в условиях отсутствия электрических сетей и сварочного аппарата.

Что в итоге?

Мы рассказали о том, как можно использовать автомобильные аккумуляторы при точечной и дуговой сварке. В ряде случаев приобретать дорогостоящее оборудование нет смысла или электрическая сеть не позволяет использовать инверторный аппарат. Тогда на помощь приходит сварка от АКБ, которая временно поможет найти выход из затруднительной ситуации и при этом обеспечить хорошее качество шва.

При изготовлении миниатюрных самоделок порой требуется сварка тонкостенных деталей, которые обычный сварочный аппарат просто прожигает. В таком случае для сваривания заготовок можно использовать автомобильную или мотоциклетную аккумуляторную батарею. Такое решение также подойдет и для соединения скруток электропроводов в распределительных коробках.

Комплектующие:

аккумуляторная батарея 12В;
зажимы крокодилы – 3 шт.;
мощные медные провода желательно длиной до 1 м – 2 шт.;
батарейка R20 (подойдет использованная).

Сборка сварочного аппарата

В качестве сварочного электрода в данной самоделке будет применяться графитовый стержень из батарейки R20. Он легко извлекается после распила ее корпуса по кругу.

На зачищенные от изоляции концы проводов закрепляются зажимы. На одном кабеле ставится 2 крокодила, а на втором один зажим и графитовый стержень.

При сборке не нужно использовать длинные провода. Мощности аккумулятора слишком мало, чтобы преодолевать их сопротивление. Чем короче кабель, тем лучше.

Провод с двумя зажимами присоединяется к минусовой клемме аккумулятора. Крокодил кабеля со стержнем ставится на плюсовую клемму.

Как пользоваться

Перед началом сварки свободный крокодил от минусовой клеммы аккумулятора зажимается на одной из заготовок. Он будет выполнять функцию массы. Стержень при этом будет работать как электрод. Его конец кратковременными касаниями прикладывается к месту наложения шва. Электрод греется, поэтому его лучше удерживать плоскогубцами. Графит раскаляется и начинает плавить тонкий металл. Чтобы не прожечь деталь, электрод следует медленно вести по линии стыка заготовок, иногда прерываясь. В первые секунды графит сильно дымит, пока на нем не перегорят остатки электролита из батарейки.

Варить можно швом или делать точечную сварку. В последнем случае стоит предварительно сверлить отверстия в верхней соединяемой детали. Это приспособление также подходит и для пайки. Им можно раскалять деталь, после чего прикладывать к ней припой.

Сварка аккумулятором изнашивает батарею, поэтому этим способом не стоит увлекаться. Важно держать электрод замкнутым не более нескольких секунд за один раз. При нагрузке от сварки батарея нагревается и может разорваться. Сигналом к этому будет исходящий от нее шум кипения электролита. Чем больше аккумулятор, тем крупнее и толще заготовки можно сваривать. Обычно заряда батареи достаточно для работы на протяжении нескольких минут.

Смотрите видео

Автономная сварка от аккумуляторов своими руками!

Сварочный аппарат использует достаточно низкое (десятки Вольт) напряжение и большой ток, чтобы создать дугу, которая, собственно и расплавляет металл. А что если использовать для этой цели не сетевое напряжение с громоздким трансформатором, а… аккумуляторы? Неожиданно, правда? Но тут нет ничего невозможного. Обычные аккумуляторы дают почти то же напряжение, которое нужно для сварки, только ниже — 12 Вольт.

Теоретически, можно получить дугу и от одного 12-вольтового аккумулятора, но она будет настолько короткая, что варить с её помощью — та ещё морока. Для надёжной и удобной работы понадобится три свинцовых аккумулятора на 12 Вольт, которые в сумме дадут 36 Вольт. Лучше всего взять автомобильные — их тока хватит даже на толстые электроды (4 мм), но можно использовать и батареи от бесперебойников или мотоциклетные. В этом случае придётся ограничиться тонкими электродами (не толще 2 мм), а сама сварка будет занимать больше времени.

Схема

Три 12-вольтовых аккумулятора соединены последовательно, чтобы получить достаточное для сварки напряжение 36 Вольт

Схема простая, но обратите внимание на следующие тонкости:

Выводы

Читайте также: