Выбираем аппарат для точечной сварки аккумуляторов с AliExpress

С недавнего времени аппараты точечной сварки стали вполне доступны по цене. И многие самодельщики и не только, покупают их для сварки аккумуляторов. (хотя если быть точным, то многие самодельщики делают эти аппараты самостоятельно из трансформаторов и контроллеров) Я лично тоже не обошел данную тему стороной, и купил себе аппарат для точечной сварки. Небольшой, не сильно мощный, с встроенным аккумулятором. Мне его для нечастой и некрупной работы хватает (варю иногда литий в сборки).

Ниже я приведу несколько интересных моделей сварочных аппаратов, отсортированных по цене/качество/популярность которые на мой взгляд интересны к покупке. Но естественно данная статья подборка носит больше рекомендательный характер, и нужна прежде всего для отбора по критериям подходящих аппаратов. Я не говорю, что нужно покупать именно тот или иной сварочник, я просто показываю, какие варианты существуют, для того чтобы вам было проще выбрать нужный для вас.

Mini Spot Welder

Это небольшой компактный сварочный аппарат, который можно питать от 9-12в. Он подойдет для сварки небольших сборок, тонкой никелевой лентой. Для разовых работ сгодится более чем, или для срочной работы в поле, вдали от розетки. Для серьёзной работы конечно же у него не хватит мощности. Цена, кстати, у него очень приятная.

Сварочный аппарат BIFRC

Еще один вариант сварочного аппарата без привязки к розетке. Это также маломощный прибор, но для небольших работ его хватит. Плюсом является то, что это уже готовый к работе аппарат. У него есть встроенная батарея на 5500мАч, которую можно заряжать через порт Type-C от любого USB источника. Заявленная мощность 4,2 V Макс 650A, что хватит примерно для сварки ленты около 0.1-0.15мм.

Конденсаторный сварочный аппарат

Этот аппарат интересен конечно же тем, что работает на от аккумуляторов, а от конденсаторов. У такого решения есть свои очевидные плюсы: быстрая зарядка, нет деградации элементов питания, хорошая мощность. Но минусом будет цена, так как хорошие конденсаторы стоят дорого. У лота очень хорошие отзывы. Данный сварочный аппарат судя по характеристикам и отзывам, спокойно варит никелевую полосу толщиной до 0.15мм

Плата управления для точечной сварки

Это вариант для самодельщиков. Тут нужно добавить источник питания и трансформатор. Зато на базе такой платы управления можно собрать мощный сварочный аппарат, способный варить ленты толщиной более 0.2мм. Данный лот имеет большое количество заказов и очень много отзывов, из которых можно подчерпнуть много полезной информации о том, какие сборки делают разные люди.

Сварочный аппарат в виде ручки

Довольно интересное и удобное решение. Сварочный аппарат в виде ручки. Помещается в руке, не занимает много места, компактный.  При этом заявлено что в этой сварочной ручке имеется встроенный аккумулятор ёмкостью 7000мАч. Заряжать который можно через порт Type-C от любого USB источника. В характеристиках указано что максимальная толщина сварочной ленты до 0.2мм

Сварочный аппарат Sunko 737B

Этот сварочник уже ближе к промышленным вариантам. Подходит для сварки батарей лентой до 0.2мм и поддерживает высокую нагрузку и большой объём работы. Такие сварочные аппараты подходят для тех, кто варит много и занимается сборкой аккумуляторов, хотя по ценовому сегменту и мощности, это всё еще бюджетная модель начального уровня.

Сварочный аппарат SUNKKO 737G

Еще один вариант более профессионального сварочного аппарата. От предыдущего варианта отличается более высокой ценой, но при этом здесь уже есть два варианта размещения электродов. К тому же данный аппарат может варить ленту до 0.35мм, что делает его более подходящим для тех работ, где нужны большие сборки на толстой никелевой ленте для больших токов.

Сварочный аппарат SUNKKO 737DH

Этот сварочный аппарат для точечной сварки поддерживает сварку ленты до 0.35мм, и имеет мощность до 1200А. Он подходит для профессионалов, но при этом обладает относительно небольшой стоимостью. Тут также имеется большое количество настроек мощности и длительности импульсов. А управление процессом сварки происходит нажатием на ножную педаль. В общем это на данный момент один из оптимальных вариантов для домашних и не только мастеров.

Я подобрал сварочные аппараты по принципу от более дешевого простого, до более дорогого и мощного. В целом все они между собой отличаются мощностью и возможностью варить никелевую лент разной толщины для разных задач. Но все предложенные варианты имеют много заказов и хорошие отзывы. Читайте, сравнивайте, думаю подборка будет полезна для тех, кто в данный момент выбирает себе аппарат для точечной сварки аккумуляторов 18650 и т.д.

Точечная сварка для аккумуляторов своими руками

Точечную сварку для аккумуляторов сделать своими руками несложно в домашней мастерской, пользуясь только обычными инструментами. Об этом далее.

Аккумуляторные батареи на базе литий-ионных элементов очень широко распространены в компьютерной и бытовой технике. Часто требуется собрать блок питания, работоспособность которого зависит от качества контактов. В заводских блоках используется точечная контактная сварка, но аппараты для ее выполнения — слишком большая роскошь для бытового использования. Выручить может точечная сварка для аккумуляторов своими руками. Сделать ее несложно в домашней мастерской, пользуясь только обычными инструментами.

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.

Но даже и без пайки и сварки перегревать аккумуляторы нельзя — максимально допустимая рабочая температура не должна превышать +50 ⁰С. а при точечной сварке прогреться успевают только точки касания пластины к корпусу, обеспечивая расплав металла, но без термического воздействия на внутренний объем элемента.

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.

Как собрать трансформаторную сварку для аккумуляторов

Увидеть, как работает сварочный аппарат для аккумуляторов можно на видео:

Сложность его в микроконтроллере, собрать который под силу только людям, хорошо смыслящим в радиотехнике. Но дело в том, что аппарат для точечной сварки аккумуляторов чаще всего именно им и требуется. Поэтому особых трудностей как с перемоткой трансформатора, так и с подключением микроконтроллера быть не должно.

Трансформатор от микроволновки мощностью 1-1,2 кВт подвергается переделке — удаляются магнитные шунты и вторичная обмотка. Затем наматывается другая, из провода сечением 35 мм² в стандартной резиновой или самодельной многослойной изоляции. Диаметр такого провода равен 12 мм. Необходимо всего витков 2-3. В режиме холостого хода напряжение на трансформаторе составляет 1,8-2 В, сила тока — не более 1,9 А.

Управление может быть выполнено таким образом, как показано в ролике, или использовать микроконтроллер другого типа, который позволяет регулировать длительность импульса в пределах от 30 до 100-150 мс. Включается аппарат кнопкой или, что удобнее, педалью. Можно приспособить педаль от швейной машинки или зубоврачебного кресла.

Не отличается особой сложностью и сварка конденсаторая . Принципиальная схема ее проста и понятна, но способы реализации отличаются широтой подходов к выбору комплектующих, но результат примерно одинаковый — никелевые пластины привариваются прочно и надежно, причем без перегрева элементов. Самодельный аппарат для точечной сварки аккумуляторов может отличаться достаточно высокой степенью универсальности.

Схема конденсаторной сварки:

Электроды

Не менее важной частью аппарата точечной сварки являются электроды. Очень часто их роль исполняют жала обычных паяльников, которые затачиваются на правильный или эксцентричный конус. Если таких деталей нет, то используется обычный медный провод, диаметром 2-5 мм. При установке электродов важно, чтобы они были надежно припаяны к токоведущим проводам или закреплены в гильзе — неплотный контакт приводит к снижению силы тока и перегреву участков соединения. Диаметр провода не может быть ниже толщины электрода — сила тока очень большая и его потери на нагрев вне зоны работы электродов нежелателен.

Электроды прижимаются к пластине руками или при помощи специального прижимного устройства на рычажном кронштейне. Второй вариант более предпочтительный — можно выставить фиксированное расстояние между точками контакта (как правило — 5-6 мм) и иметь возможность точно отрегулировать длительность импульса.

Прижимное устройство должно обладать возможностью изменения расстояния между электродами, чтобы можно было работать с деталями разного размера.

Выбор вида сварки для аккумуляторов зависит от наличия деталей для ее сборки, частоты использования и квалификации мастера. Но следует учесть, что простота схемы и эффективность применения, которую можно увидеть на видеороликах, кажущаяся. Как и большинство сварочных аппаратов, эти установки требуют точности в расчетах и монтаже, экспериментальной проверки и настройки.

Если при первом опыте прочность соединения оставляет желать лучшего или металл прогорит — унывать не следует, это только локальная неудача. Опыт самодеятельных конструкторов говорит о том, что сделать точечную сварку своими руками для аккумуляторов или иных мелких соединений, которые трудно или невозможно собрать на винтовых метизах или пайкой, вполне возможно. Для этого потребуется только терпение и некоторые навыки и знания в электротехнике и электронике.

Если вы обладаете собственным опытом изготовления точечных сварочных аппаратов для аккумуляторов, в вашем арсенале есть реальные схемы рабочих аппаратов — поделитесь ими с читателями нашего сайта. Может так случиться, что вы изобрели действительно уникальный аппарат.

Как самостоятельно провести точечную сварку аккумулятора

Аккумуляторы применяются во многих бытовых приборах и инструментах. Иногда, необходимо заменить один или несколько элементов. Они соединяются в блок определенного напряжения, и полюса привариваются между собой металлической полосой при помощи точечной сварки.

Метод пайки здесь не подходит, так как при таком способе соединения происходит сильный нагрев внутренней части батареи, что приводит к выходу ее из строя. Поэтому если требуется самостоятельно провести ремонт литий-ионных батарей, то нужно приобрести аппарат точечной сварки (споттер) или сделать его самому.

Простейший способ

Самый простой способ – это сварка аккумуляторов самой аккумуляторной батареей. Для этого потребуется:

• любой автомобильный аккумулятор, подойдет от дрели или шуруповерта;
• два жала паяльника или кусок толстого одножильного медного провода;
• реле на 500-1000 А;
• конденсатор;
• переменный резистор;
• многожильный медный провод сечением 30-40 мм2;
• переключатель.

В полевых условиях, чтобы приварить к батарее никелевую пластину, достаточно аккумулятора, проводов для зарядки, куска монолитного провода и изоленты.

Из провода делается два электрода. Их концы зачищают, выравнивают и фиксируют изолентой. Между концами проводов должно быть расстояние 2-3 мм, торцы находятся в одной плоскости.

За другие концы монолитного провода цепляют с помощью зажимов кабеля для зарядки. Предварительно зарядный кабель присоединяется к клеммам рабочего аккумулятора. Полярность значения не имеет.

Точечная сварка готова. Никелевая лента устанавливается на литиевый аккумулятор. К ленте прижимают концы электродов, которые находятся под напряжением.

Произойдет короткое замыкание, и металл в точке соприкосновения расплавится. Электроды надо быстро убрать во избежание прожигания никелевой пластины.

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.

Из трансформатора

Точечную сварку для аккумуляторов можно сделать своими руками из трансформатора. Ею можно сваривать не только батареи, но и любые тонкие металлические изделия.

Для сварки аккумуляторов трансформатор большой мощности не требуется, на 300-500 Вт достаточно. Главное, чтобы была возможность перемотать вторичную обмотку.

Первичная обмотка должна быть на 220В 50 Гц. В качестве намоточного провода на вторичную обмотку нужно применить изолированный медный провод большого диаметра. Требуется сделать три-четыре витка.

Корпус аппарата точечной сварки можно сделать из оргстекла или фанеры. Оргстекло конечно предпочтительней. Основание корпуса должно быть такого размера, чтобы вмещался трансформатор с соединительными проводами, кнопка и рычаг с электродами.

Рычаг крепится на оси между стойками из алюминиевого уголка, которые в свою очередь саморезами закрепляются к основе прибора. Длина рычага делается с таким расчетом, чтобы электроды, закрепленные на нем, доходили до рабочей площадки основания устройства. Диаметр электродов должен быть 3-5 мм. Их концы подтачивают и выравнивают торцы.

Вторичная обмотка трансформатора подключается к электродам с помощью многожильного медного провода сечением не менее чем сечение электродов. Длина проводов от вторичной обмотки до рабочей части должна быть минимальной. Соединения лучше проварить для уменьшения сопротивления цепи или соединять через клеммные колодки под винт.

Рабочая кнопка устанавливается на одном из выводов вторичной обмотки. На рычаге и кнопке устанавливаются пружины. Они нужны для их быстрого возвращения в исходное состояние.

Чтобы установить определенную длительность сварочного импульса, вместо кнопки можно использовать тиристор или силовое реле, управляемое RC цепью. Резистор должен быть переменным, а емкость конденсатора достаточно большой, чтобы позволял менять длительность импульса в пределах от десятков до сотен миллисекунд.

Имеется большое количество схемных реализаций точечной сварки для аккумуляторов. Многое зависит от имеющихся материалов. Схемы могут меняться для увеличения функциональности устройства, улучшения его потребительских свойств, но суть остается прежней.

Аппарат из конденсаторов

Аппарат для точечной сварки из конденсаторов потребует 8 емкостей по 15000 мкФ на напряжение 25 В. Конденсаторы надо соединить параллельно, чтобы общая емкость стала 120000 мкФ.

Для зарядки можно использовать любой источник напряжения на 12-24 В. Подключается он через выключатель. К выводам конденсатора также подсоединяются электроды через медный кабель сечением 16-30 мм2.

Электроды располагаются параллельно друг другу на расстоянии трех миллиметров. Торцы обтачиваются и выравниваются. Процесс сварки происходит следующим образом.

Конденсаторы заряжаются, выключатель отключает источник зарядки. Никелевая соединительная пластина устанавливается на аккумуляторе. Электроды прижимаются к пластине, замыкая выводы конденсаторов через нее.

Пока происходит разряд емкости идет процесс сварки в точке контакта. Для регулировки длительности импульса можно использовать тиристор, управляемый RC цепью с заданными параметрами.

Точечная сварка для аккумуляторов от обычной точечной сварки отличается малой мощностью и формой рабочих элементов. У обычных аппаратов свариваемая деталь находится между электродами, у сварки для аккумуляторов электроды располагаются с одной стороны свариваемого изделия.

Точечная сварка для литий-ионных аккумуляторов с симистором на 100А

Раньше для сборки небольших батарей из аккумуляторов типоразмера 18650 использовал пайку, но для сборки батареи 12S4P для электрического велосипеда решил применить точечную (контактную) сварку. Наверное самый простой и дешёвый способ изготовления подобной сварки — мощное реле и свинцово-кислотный аккумулятор. Но в таком случае нужно вручную контролировать длительность включения реле, чтобы не перегреть и не прожечь оболочку аккумулятора. Поэтому решил заказать готовый контроллер с цифровой регулировкой количества импульсов и мощности.

Подтверждение покупки

Контроллер был выбран первый попавшийся, и насколько я сейчас вижу, можно было взять точно такой же, но чуть дешевле, или более слабую версию ещё дешевле. вы

Продавец нарисовал схематическое изображение сварочного аппарата:

Из неё становится понятно, что кроме контроллера так же потребуется: мощный трансформатор, не мощный трансформатор, медные электроды и педаль.

В качестве мощного трансформатора обычно используют трансформатор от микроволновки, слегка переделывая его. Я пошёл по тому же пути.

Суть переделки заключается в уменьшении напряжения вторичной обмотки. Для работы магнетрона микроволновки требуется большое напряжение, поэтому вторичная обмотка трансформатора намотана большим количеством витков тонкого провода (ВНИМАНИЕ! напряжение там очень большой, несколько киловольт, не пытайтесь измерять его бытовым мультиметром). А для контактной сварки большого напряжения не требуется, но нужен большой ток, поэтому вместо большого количества витков нужно намотать несколько витков более толстого провода.

Сейчас мне кажется, что можно было поступить значительно проще, и вместо удаления вторичной обмотки нужно было распилить её в одном месте и соединить все витки параллельно, получив в итоге один виток с большим сечением. Но на тот момент я просто распилил болгаркой трансформатор в месте сварочного шва и вытащил вторичную обмотку (она намотана более тонким проводом) и магнитные шунты (полоски металла между первичной и вторичной обмоткой).2 сложенный вдвое. У меня получилось намотать 5 витков, что в итоге дало примерно 5 вольт. Лучше мотать более толстым проводом меньшее количество витков. Говорят, что оптимально 2-3 витка. Чем больше витков — тем выше будет напряжение и больше риск образования дуги во время не плотного прижатия электродов. Хотя народ нормально варит и от 12В аккумуляторов.

В качестве электродов взял медный пруток диаметром 6мм, заточив концы конусом. Для соединения проводов и электродов применил клеммник, в который идеально влез электрод. И также влез бы сдвоенный провод, но в процессе намотки один из проводов получился короче, поэтому после выхода из трансформатора сечение провода уменьшается вдвое.

В качестве корпуса для сварочного аппарат использовал корпус от компьютерного блока питания, в него идеально влез силовой трансформатор и осталось место для всего остального.

Для питания платы используется дополнительный понижающий трансформатор небольшой мощности. На плате написано, что рекомендуется подавать на вход 9-12В. И это должно быть переменное напряжение сетевой частоты, так как по нему контроллер отслеживает переход через ноль, поэтому импульсный блок питания не подойдёт. У меня нашёлся подходящий трансформатор, с выходом 9В (0.3А). При таком напряжении контроллер потребляет около 100мА тока в дежурном режиме.

Вместо педали может быть просто кнопка (нормально-разомкнутая), но у меня уже была педаль, поэтому применил её.

Разъём питания остался родным, а вместо вентилятора была установлена плата с индикаторами, ручки регулировки количества импульсов и их мощности, а так же разъём для подключения педали

Сразу же после сборки сварочный аппарат заработал. Сначала побаловался с толстым металлом — на максимальной мощности и длительности электроды раскалились до красна. Затем начал тренироваться на дохлых банках 18650 и полоске из никеля толщиной 0.1мм.

Слева можно увидеть неудачные попытки сварки. На боковой поверхности это происходит из-за того, что прямо за тонкой стенкой находится слой электролита и меди и ток находит себе более «короткую» дорогу. В случае с торцевой стороной аккумулятора прожиг ленты случается из-за плохого прижима одного из электродов, в таком случае ток протекает только через тонкую никелевую полоску и она сгорает в месте контакта, при этом сам АКБ не портится. Далее несколько удачных попыток, где чем правее — тем больше длительность сварки.

Также поигрался с мощностью. Слева направо увеличение мощности от 1 до 99 с шагом 10. Затем по новой заточил электроды и сделал ещё 4 точки на максимальной мощности и длительности в 1 импульс (20мс).

Отрыв полосы показал, что даже на минимальных настройках лента 0.1мм проваривается и соединяется с аккумулятором. Начиная с 40% мощности лента уже рвётся при попытке отрыва. А с 70% появляется шанс прожечь боковую стенку аккумулятора насквозь.

Вскрытие показало, что привариваться к боковой стенки аккумулятора 18650 — плохая идея. Так как слой меди и электролита достаточно близко к стенке, и ток предпочитает течь через них, а не по корпусу банки. В случае с плюсовой и минусовой клеммой таких проблем нет, так как между ними и начинкой АКБ находится воздушный зазор, да и похоже сами они сделаны из более толстого металла. Но если всё равно умудриться прожечь аккумулятор с торца, то тут будет важно, с какой стороны. Если это плюсовая клемма — то никаких проблем. Если минусовая — то есть вероятность разгерметизации банки, и чтобы это проверить, нужно прогнать её циклом разряд-заряда, и если при этом из места прожига начнёт вытекать электролит или появится резкий химический запах — то банку в утиль.

Ещё немного потренировавшись взялся за то, ради чего всё это затевалось. В итоге варил батарею на настройках 1 импульс и 99% мощности. Несколько раз не сильно плотно прижимал электроды к банкам, из-за чего лента прогорала, но вроде без последствий для АКБ. Но, по-хорошему, стоит изготовить электроды такой конструкции, чтобы они были независимо подпружинены (либо раздельно прижимать их).2. Никакой особой разницы не заметил, так же хорошо варят, и дают такую же яркую дугу и делают дырку в ленте/аккумуляторе в случае не плотного прижима.

В целом данным контроллером я доволен, что мне требовалось сделать — он выполнил. Стоило ли собирать сварочный аппарат ради одного раза? Не знаю. У меня есть вещи, которые я купил, и не использовал ни разу — вот там спорный вопрос. А тут… В общем, лёгких путей я не искал. Если что забыл, спрашивайте в комментариях.

P.S. После обсуждения в комментариях хотелось бы уточнить, что представленный на фото прожиг на боковой стороне аккумулятора 18650 и на торце уже готовой сборки случились по разным причинам. В случае с боковой стороной, ток пошёл вглубь АКБ, так как сразу за стенкой находится слой хорошо проводящего электролита и меди. А в случае с торцом был плохой прижим ленты, и ток пошёл только через ленту, в результате чего она прогорела, но это совершенно никак не отразилось на АКБ. То есть получилось не красиво, но ничего страшного.

Отдельно прожечь торцевые части АКБ на тех настройках, с которыми я варил батарею — мне не удалось. Отдельно прожечь ленту — без проблем. Пример разного расстояния между электродами, при одинаковых настройках и отсутствии под пластиной проводящего материала:

И аналогично для боковой стенки банки 18650:

И для минусовой стороны (старался ставить электроды максимально близко, насколько позволяла их толщина):

Но это просто для примера, до такого лучше не доводить, и уменьшить величину тока.
Так как даже крошечного отверстия достаточно для выхода электролита

При правильно подобранном режиме сварки на банке и ленте не должно оставаться следов перегрева металла, при этом лента не должна легко отрываться от банки

Чтобы избежать подобных «коротких путей» для тока, продаются пластины с прорезями. А для моего варианта батареи и вовсе существует специальная лента:

Передовой радиатор охлаждения батарей электротранспорта создали в России

https://ria.ru/20210408/spbpu-1727213453.html

Передовой радиатор охлаждения батарей электротранспорта создали в России

Передовой радиатор охлаждения батарей электротранспорта создали в России — РИА Новости, 08.04.2021

Передовой радиатор охлаждения батарей электротранспорта создали в России

Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) создали прочный и компактный радиатор для литий-ионных батарей, которые в… РИА Новости, 08.04.2021

2021-04-08T09:00

2021-04-08T09:00

2021-04-08T09:00

наука

университетская наука

навигатор абитуриента

санкт-петербургский политехнический университет

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn24.img.ria.ru/images/07e5/04/07/1727203550_0:171:3072:1899_1920x0_80_0_0_d09801febec99bc5d1a941f3fdcecdb4.jpg

МОСКВА, 8 апр — РИА Новости. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) создали прочный и компактный радиатор для литий-ионных батарей, которые в будущем могут быть использованы для питания электротранспорта. При создании радиатора были использованы алюминиевые сплавы и применена технология сварки трением с перемешиванием.Развитие индустрии электротранспорта стимулирует поиск новых решений в области создания аккумуляторных батарей, к которым предъявляются особые требования по энергоемкости, габаритам и безопасности. С каждым годом эти требования ужесточаются, требуются новые технологии производства.Как пояснил инженер Лаборатории легких материалов и конструкций СПбПУ Федор Исупов, алюминиевые сплавы были выбраны в качестве основы для радиатора из-за легкости и прочности. Однако создание системы охлаждения из алюминия с применением обычных методов (например, дуговой сварки), по его словам, привело бы к несоответствию требованиям по габаритам.Созданный радиатор используется не только для охлаждения аккумулятора, но и играет роль дна и основания батареи. Кроме того, при отрицательных температурах через него подается тепло для подогрева батарей. Для этого разработана специальная система управления.В настоящее время использование сварки различных материалов трением с перемешиванием активно внедряется в производство при строительстве вагонов поездов и трамваев, в авиационной и космической отрасли, при создании бытовой техники (при производстве мониторов Apple) и в других отраслях.

https://ria.ru/20210212/misis-1596967761.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn24.img.ria.ru/images/07e5/04/07/1727203550_384:181:2873:2048_1920x0_80_0_0_7dc5b7acb67cfd40b08955da2ef037f9.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

университетская наука, навигатор абитуриента, санкт-петербургский политехнический университет

МОСКВА, 8 апр — РИА Новости. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) создали прочный и компактный радиатор для литий-ионных батарей, которые в будущем могут быть использованы для питания электротранспорта. При создании радиатора были использованы алюминиевые сплавы и применена технология сварки трением с перемешиванием.

Развитие индустрии электротранспорта стимулирует поиск новых решений в области создания аккумуляторных батарей, к которым предъявляются особые требования по энергоемкости, габаритам и безопасности. С каждым годом эти требования ужесточаются, требуются новые технологии производства.

Как пояснил инженер Лаборатории легких материалов и конструкций СПбПУ Федор Исупов, алюминиевые сплавы были выбраны в качестве основы для радиатора из-за легкости и прочности. Однако создание системы охлаждения из алюминия с применением обычных методов (например, дуговой сварки), по его словам, привело бы к несоответствию требованиям по габаритам.

«Сварка трением с перемешиванием позволяет избежать возникновения дефектов, присущих сварке плавлением, а также ускоряет и удешевляет процесс. Кроме того, она дает возможность получать более прочные соединения внахлест. Они гораздо прочнее швов, сделанных обычной сваркой», – отметил ученый.

Созданный радиатор используется не только для охлаждения аккумулятора, но и играет роль дна и основания батареи. Кроме того, при отрицательных температурах через него подается тепло для подогрева батарей. Для этого разработана специальная система управления.

В настоящее время использование сварки различных материалов трением с перемешиванием активно внедряется в производство при строительстве вагонов поездов и трамваев, в авиационной и космической отрасли, при создании бытовой техники (при производстве мониторов Apple) и в других отраслях.

12 февраля, 09:00НаукаМатериал из России в три раза увеличит емкость литий-ионных батарей

Холодная сварка для батарей отопления – методы использования для оперативной заделки течи

Для оперативного ремонта батарей отопления согласно всем нормам и правилам в отопительный сезон должна выезжать аварийная бригада, такая «скорая помощь» для радиаторов. Но в жизни обычно эти правила действуют в редких случаях, в остальном приходится все делать самостоятельно и не надеяться на волшебника из ЖЭКа. А раз так, то в ход могут пойти самые разные методы даже самые невероятные, хотя холодная сварка для батарей отопления это не волшебство, а вполне реалистичный метод устранения течи.

Наиболее часто встречающиеся проблемы в чугунных радиаторах отопления

Прежде всего, необходимо очертить круг проблем, которые можно решить при помощи холодной сварки или клеящего состава при ремонте батарей отопления.

Традиционно самыми уязвимыми считаются чугунные батареи. Здесь многие проблемы заложены в самой конструкции и  свойствах металла. Прежде всего, чугунное литье в отличие от стальных радиаторов или биметаллических батарей очень хрупкое. Да, чугун очень прочный, но одновременно и хрупкий материал – он способен выдерживать большое давление, при небольшом ударе может дать трещину.

Второй момент, это свойство чугуна – это пористый материал, что способствует образованию на внутренней поверхности кратеров и постепенному разрушению стенки.

Третье, при сборке современных радиаторов секции соединяются при помощи внутренних гаек-стяжек, а пространство между секциями обрабатывается специальным составом, который надежно цементирует соединение. В недавнем прошлом, для герметизации этих соединений использовался лен и железный сурик, что со временем приводило к нарушению герметичности соединения.

Так что исходя из вышеперечисленного наиболее часто встречаемые проблемы с чугунными радиаторами это:

• Нарушение герметичности секции батареи после механического воздействия – удара с внешней стороны или резкого повышения давления с внутренней стороны;
• Течь по телу радиатора из-за образования отверстия в стенке из-за коррозии металла;
• Нарушение герметизации точек соединения секций радиатора, точек подвода труб, гаек-заглушек.

Что касается других видов радиаторов, то подобные проблемы в них встречаются реже, здесь чаще всего причиной повреждения тела секции выступает коррозия металла или механическая деформация стенок при замерзании батареи, когда вода, замерзая, разрывает металл.

Холодная сварка – что это, применение для системы отопления

Для склеивания различных материалов применяются клеи разного состава и назначения. Так для бумаги используется конторский клей и ПВА, в строительстве для поклейки обоев применяется синтетический клей с виниловыми наполнителями, для ремонта обуви – резиновый клей.

Универсальных клеев, увы, пока  не изобрели, но уже есть составы, которые способны надежно склеивать металл. Примером такого состава выступает холодная сварка.

В основе технологии холодной сварки лежит эпоксидный клей, состоящий эпоксидной смолы и отвердителя. В обычном состоянии это субстанция, напоминающая густую сметану, только желтого цвета, но при смешивании с отвердителем эпоксидная смола становится более жидкой и пригодна для нанесения на даже самые сложные поверхности. Этот момент длится относительно недолго – всего 10-15 минут, после чего смола начинает затвердевать, образуя прочное покрытие.

Преимуществом этой технологии выступает высокая прочность соединения за счет высокой адгезии вещества к поверхности склеиваемого металла и стойкость к агрессивным химическим материалам. Увы, есть и недостатки клей сам по себе может выдержать большое давление, но при механических воздействиях велика вероятность нарушения прочности соединения.

В предлагаемых на рынке составах холодной сварки для склеивания металла отвердитель и смола находятся не в жидком, а в пастообразном состоянии. Клей находится в стабильном состоянии и может долгое время храниться в упаковке. Он состоит из внутреннего слоя – состоящему из отвердителя, и наружному слою, в состав которого входит смола. Третьим компонентом, входящим в состав клея для склеивания металлов выступает сера или алюминиевая пудра, эти вещества играют роль катализатора реакции – при смешивании они разогреваются вследствие чего процесс затвердевания ускоряется, так что получается эффект сварки.

Вторым вариантом холодной сварки выступает традиционный двухкомпонентный клей на основе эпоксидной смолы – в тюбиках хранится смола и отвердитель. Для получения нужного количества необходимо смешать компоненты согласно инструкции и нанести на склеиваемые поверхности. Для получения более прочного соединения в состав добавляется алюминиевая пудра или бронзовый порошок.

Виды холодной сварки, используемые для ремонта чугунных батарей

Для ремонта радиаторов отопления используется не все виды эпоксидных составов. Несмотря на общие недостатки, которые присущие для всех видов составов клея промышленность освоила выпуск нескольких составов, имеющих свою специализацию. Так есть смеси для ремонта пластика, металла, алюминия и склеивания дерева, есть универсальные составы. Для ремонта приборов отопления лучше всего подойдет смесь для склеивания черных металлов и стали или специальная композиция для ремонта батарей и стальных труб отопления.

Холодная сварка для батарей отопления в отличие от других составов имеет свои особенности – она должна быть жаростойкой, быстро фиксироваться на металлической поверхности, образовывать покрытие, обладающее сходным с металлом коэффициентом линейного расширения. Простые или универсальные составы могут решить проблему заделки течи, но при этом, срок службы состава будет ограничен.

Холодная сварка для радиаторов отопления должна выдерживать не только высокое давление, но и температуру.

Рекомендуется использовать для ремонта составы, в которых диапазон температур больше, при этом верхняя граница равна не менее чем 200-250 градусам Цельсия.

Еще одним моментом, который необходимо учитывать при выборе типа клея –это время схватывания. Если для сращивания деталей в нормальных условиях достаточно 3-4 часов, то при протечке батареи такого времени нет, здесь счет идет на минуты, поэтому, чем быстрее будет застывать заплата, тем лучше.

 Как готовится состав для применения

Готовая композиция холодной сварки при покупке упакована в герметичную упаковку. Снаружи – это тубус из пластика, а внутри контейнера в полиэтиленовой пленке находится отрезок клея. Для получения необходимого количества материала необходимо отрезать обычным ножом кусочек. Нарезка делается перпендикулярно осевой, это один из важных моментов. Дело в том, что состав клея при изготовлении дозируется так, чтобы при отрезании перпендикулярно осевой линии соотношения смолы и отвердителя было всегда одинаковым.

После получения необходимого количества клея оставшийся состав заматывается пленкой и прячется в контейнер. А часть необходимая для работы тщательно разминается до однородного состояния. Делается это интенсивно, так чтобы тщательно перемешались все составляющие части, и масса стала однородной.

В приготовлении композиции изначально используется сера, в процессе перемешивания она равномерно распределяется по объему клея и вступает в химическую реакцию, из-за чего температура значительно повышается. В таком размытом состоянии клей может находиться от 2 до 10 минут. По истечении этого времени холодная сварка для батарей отопления начинает застывать.

Особенности подготовки поверхности для нанесения клеящего состава

Применение клеящего состава на основе эпоксидной смолы  требует выполнения ряда условий относительно подготовки поверхности к склеиванию. Прежде всего, это чистота поверхности. Холодная сварка отлично ложится на металлические поверхности и при нахождении в ее составе металлической пудры образует прочное соединение, которое впоследствии образует еще и диффузное соединение. Но для того чтобы пластичная масса равномерно наносилась на поверхность металла необходимо сделать его подготовку.

При подготовке необходимо:

• Убрать следы потеков;
• Снять слой краски до металла;
• Зачистить металл наждачной бумагой;
• Обезжирить покрываемую поверхность.

В списке операций нет операций второстепенных, все они важны для правильного склеивания поверхностей. Правда, на обезжиривании стоит остановиться более детально. При механической обработке точку ремонта батареи в шероховатости металла попадает пыль и другие частицы, например остатки краски. Для того чтобы клей максимально плотно прилегал к металлу место дополнительно обезжиривается, так, чтобы на поверхность была максимально чистой. Эта операция позволит избежать образования на металле жировой пленки, которая после высыхания холодной сварки будет образовывать полость, в которую будет просачиваться вода.

Постоянное гидравлическое давление и температурные колебания довольно быстро расширят площадь полости, и теплоноситель снова начнет просачиваться наружу.

Методы ремонта чугунных радиаторов холодной сваркой

Перед началом описания методов ремонта батареи холодной сваркой необходимо отметить, что холодная сварка это временное средство для устранения отдельной течи. Заделанная течь на сварке может простоять при нормальном обращении и несколько сезонов, но отремонтировать батарею нормально можно только разобрав ее и заменив поломанную секцию новой.

Еще один момент, на который нужно обратить внимание это на размеры заплаты и возможность ремонта разных повреждений. Если в секции образовалась течь небольших размеров, то с таким заданием холодная сварка справится быстро и качественно. Другое дело, когда в металле образовалась большая брешь, здесь придется использовать дополнительное усиление – кроме первого слоя, нанесенного холодной сваркой придется использовать жидкий клей и делать бандаж. И самый сложный случай, это когда от удара откалывается целый фрагмент металла. Такой ремонт холодной сварке не под силу, здесь сразу нужно перекрывать подачу теплоносителя и вызывать ремонтную бригаду.

Ремонт небольших по размеру протечек на вертикальной поверхности секции

Если течь образовалась на наружной или внутренней поверхности секции и размеры трещины не превышают 1-2 см по длине для работы понадобится, кроме холодной сварки еще и щетка по металлу, наждачная бумага 100 и 200 зернистостью и растворитель для красок или спирт.

Перед началом работ перекрывается подача и отвод теплоносителя к батарее и по возможности спускается с нее вода.

Щеткой по металлу счищается краска на расстоянии 1-1,5 см в обе стороны от трещины. После этого сначала наждачной бумагой 100 зернистости, а после 200 делается зачистка так, чтобы на месте будущей заплаты было зачищено пятно до чистого металла.

После этого подготавливается клей и обезжиривается поверхность радиатора. Холодная сварка для батареи отопления наносится на поверхность заплаты так, чтобы между очищенным металлом и краской на поверхности батареи был зазор 1-2 мм.

После нанесения клея он активно прижимается и оставляется для кристаллизации на время указанное в инструкции.

Ремонт течи в местах соединений секций радиатора

Этот случай ремонта позволяет обеспечить более высокое качество заделки течи. Дело в том, что ремонт труб и цилиндрических поверхностей легче,  чем заделывать трещину на плоской поверхности. В этом случае кроме обычной пластичной массы в дальнейшем можно использовать двухкомпонентный клей с дополнительным бандажом для повышения прочности соединения.

При ремонте места соединения секций очищается не только место течи, а вся окружность места соединения. Дело в том, что неправильно сделанное соединение секций при уже имеющейся течи, в дальнейшем будет пропускать теплоноситель по всей окружности, поскольку механическая герметичность в нем нарушена.

Последовательность действий здесь следующая:

• Батарея отключается от подачи теплоносителя;
• Очищается вся поверхность по окружности соединения;
• Готовится клеящая композиция;
• Место нанесения клея обезжиривается;
• Наносится слой холодной сварки по всей окружности стыка секций;
• После высыхания первого слоя готовится композиция жидкого клея;
• На место наносится слой жидкого клея, после чего прикладывается полоса из стекловолокна и по ней снова наносится слой клея.
• Для закрепления результата делается 3-4 витка с обязательной пропиткой клея;
• После этого сверху ставится металлический хомут и зажимается винтом.

Ремонт протечек в гайках и сгонах

Для ремонта в этих местах обычно используется пластичная холодная сварка для батарей отопления. Как и в предыдущих случаях, место течи очищается от краски до металла. При очистке рекомендуется удалить часть пакли из соединения на глубину 1-1,5 мм, это даст возможность усилить место склеивания холодной сваркой.

После очистки и обезжиривания процесс приготовления и нанесения холодной сварки идентичен ранее описанным случаям.

Таким образом, холодная сварка на сегодняшний день оптимальное средство для временного ремонта чугунных батарей отопления.

 

 

 

 

Сварка литий-ионных батарей

Современный мир стремительно меняется и меняются его тенденции. Сегодня мы все чаще слышим, что автопроизводители расширяют свой автомобильный ряд электрокарами, а некоторые и вовсе отказываются от двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Городской общественный транспорт, в угоду экологии, переходит на экологически чистый вид транспорта. В России уже достаточно много примеров, когда автобусы на ДВС заменяют на электробусы.

Сердце электротранспорта — электродвигатель и батареи высокой емкости. Сегодня мы затронем тему батарей, их метод производства и технологию производства.

В большинстве современных электрических машинах используются 4 типа аккумуляторных батарей. Самый распространенный из них — литий-ионный. По принципу строения АКБ делятся на два вида:

• призматические;
• цилиндрические.

Модели, у которых электродные пластины накладываются последовательно одна на другую, называются призматическими (рис. 1). Во втором варианте электроды сворачиваются в рулон и помещаются в цилиндрический корпус (рис. 2).

Но все они состоят из электродов (катод из алюминиевой фольги и анод из медной), разделенных пористым сепаратором, пропитанным жидким электролитом. Пакет электродов помещен в герметичный корпус.

Для призматических аккумуляторов электроды из меди и алюминия вырезаются определенной формы на специальных станках, после чего складываются пачками в автоматическом режиме в необходимом количестве. Далее требуется соединить слои электродов анода и катода с выводами методом Ультразвуковой сварки. Из ранее опубликованной статьи «Ультразвуковая сварка металлов» мы знаем, что самое качественное и надежное соединение цветных металлов — ультразвуковая сварка.

Ее главное преимущество — низкое переходное сопротивление, благодаря которому отсутствует нагрев в зоне сварке при работе аккумулятора. А благодаря соединению на молекулярном уровне изделие устойчиво к вибрационным нагрузкам.

ООО «Технический центр «Виндэк» реализовал в России три проекта ультразвуковой сварки призматических и цилиндрических литий-ионных батарей для автомобильной и аэрокосмической промышленности.

На оборудовании швейцарского производителя Telsonic AG производится ультразвуковая сварка пакетов электродов из меди и алюминия призматических аккумуляторов с токовыводами.

Примеры сварочных соединений:

В том числе ООО «Технический центр «Виндэк» реализовал проект ультразвуковой сварки выводов цилиндрического аккумулятора 18650 к крышке. Крышка аккумулятора 18650 — составная и имеет очень тонкие стенки — менее 0,6 мм. Для таких «нежных» сварок используется запатентованная технология ультразвуковой сварки Telsonic AG – торсионная ультразвуковая сварка.

Пример сварочного соединения:

Высокая плотность энергии, низкий уровень саморазряда, безопасная эксплуатация, отсутствие необходимости в специальном обслуживании и ряд других достоинств обуславливают востребованность литий-ионных аккумуляторов.

Технический центр «Виндэк», имея многолетний опыт реализации проектов производства литий-ионных батарей, предлагает своим заказчикам надежные и проверенные временем решения ультразвуковой сварки цветных металлов и пластмасс.

Сварка аккумуляторных батарей выполнена правильно — изучение суши

Магия сварки аккумуляторных батарей известна полевым механикам уже много лет, и один из самых популярных классов на Overland Expo — это практическое введение в навыки, которым обучают такие эксперты, как как мастер сварки Тим Скалли. Вкратце, комбинируя несколько стандартных автомобильных аккумуляторов последовательно, то есть положительный вывод на отрицательный в цепи, вы фактически создаете одну большую ячейку на 24 В (с двумя батареями) или 36 В (с тремя батареями), и это дает достаточно энергии для сварите много вещей, которые могут сломаться на транспортных средствах, эксплуатируемых в тяжелых условиях: амортизаторы и пружины, крепления двигателя, вспомогательные кронштейны, багажники на крыше — список бесконечен и полон предметов, которые могут привести к внезапной остановке поездки .

До сих пор в большинстве случаев импровизированная сварка аккумуляторных батарей выполнялась при помощи стандартных соединительных кабелей. Хотя это работает, это далеко от идеала. Проволочная перемычка — это дешевое изделие, рассчитанное на запуск нескольких секунд за раз; его грубые жилы неэффективны для передачи энергии, вырабатываемой последовательно соединенными батареями. Зубчатые зажимы, хотя и подходят для крепления к клеммам аккумуляторной батареи, не годятся для захвата тонких сварочных стержней. Кроме того, вам нужен способ соединения батарей друг с другом, что требует либо другого набора (или двух) соединительных кабелей, либо еще большего количества жюри с существующими выводами батареи.

Все, что только что закончилось, благодаря набору Trail Weld, разработанному самим Тимом Скалли. Тим оценил компромиссы, которые входят в обычную сварочную установку для аккумуляторов, и исправил их все.

• Теперь кабели представляют собой тонкопроволочную сварочную проволоку Temco четырех размеров с обжимом на 360 градусов на всех фитингах. Длина положительного и отрицательного проводов 12 футов позволяет обеспечить безопасное расстояние между батареями и искрами. Гибкий кабель значительно упрощает управление зажимом и стержнем.
• Положительный вывод заканчивается соответствующим зажимом сварочного стержня, а отрицательный вывод заканчивается специальным зажимом заземления.
• Два коротких провода провода Temco ускоряют подключение аккумуляторов и уменьшают потерю напряжения.
• Все соединения аккумулятора представляют собой высококачественные клеммные зажимы, значительно увеличивающие проводимость и, следовательно, эффективность.
• Все соединения имеют цветовую маркировку с термоусадочной пленкой.
• Набор сварочных стержней подходящего размера находится в пластиковом защитном футляре.
• В комплект также входят очки с автоматическим затемнением и автономным питанием.
• Доступные контейнеры варьируются от простой сумки до банки с боеприпасами 50-го калибра и кейса «Пеликан».

Полная система настолько эффективна, что Тим сообщает, что двух батарей достаточно для сварки материала, для которого требуется три при использовании соединительных кабелей. Как он мне сказал: «Если вы используете три батареи, лучше сваривайте припуск толщиной не менее четверти дюйма». Поскольку в наши дни все большее количество наземных транспортных средств оснащается двумя аккумуляторными батареями, это означает, что вы можете быть полностью автономными для ремонта в полевых условиях.

Для любителей сварки, таких как я, автозатемняющиеся очки имеют решающее значение при сварке стержнем, поскольку нет предварительного позиционирования стержня в правильном зазоре, а затем возни со стандартными очками или, что еще хуже, с помощью жюри. квадрат сварочного стекла, приклеенный к картонной маске, как я всегда носил с собой. (Конечно, вам по-прежнему нужна защита лица, рук и кистей рук.)

Для получения дополнительной информации посетите сайт Trail Weld здесь. На предстоящей выставке Overland Expo WEST комплекты Trail Weld будут демонстрироваться во время занятий по сварке и доступны для покупки на стенде 7P.Настоятельно рекомендуется.

Сварка с автомобильным аккумулятором и вешалкой для одежды: как это делается

Как можно сваривать с автомобильным аккумулятором и вешалкой для одежды?

Используя аккумулятор в качестве источника питания и плечики для одежды в качестве присадочного стержня, вы можете успешно сваривать. Однако лучше соединять вместе несколько батарей. Это позволит вам достичь правильного значения силы тока, необходимого для зажигания и поддержания дуги. И хотя можно проводить сварку с помощью автомобильного аккумулятора и плечиков для одежды, в обычных условиях это не рекомендуется.

Процесс сварки включает в себя ряд проблем, связанных с безопасностью. От раскаленного добела свечения дуги до сильного нагрева расплавленного металла каждый раз, когда вы свариваете, возникают опасные условия. Попытка выполнить сварку с автомобильным аккумулятором и вешалкой еще больше усиливает эти угрозы безопасности.

Однако, поскольку это было успешно выполнено — и это довольно круто, — мы хотели бы познакомить вас со сваркой с использованием автомобильного аккумулятора и вешалки для одежды. Имейте в виду, что мы не оправдываем того, что вы попробуете это дома.Фактически, мы настоятельно рекомендуем вам соблюдать максимальную безопасность при сварке. Просто знайте, что если вы попадете в неприятную ситуацию, небольшой кусок металлического стержня и источник питания могут помочь вам довольно изобретательно оторваться.

Зачем учиться сварке с вешалкой для одежды и автомобильным аккумулятором?

Прочитав заголовок этой статьи, вы, возможно, задаетесь вопросом, почему. Зачем мне это нужно? Зачем нужно сваривать на ходу и использовать автомобильный аккумулятор и вешалку для одежды?

Хотя это все обоснованные мысли, есть много причин, почему.Например, знание того, как сваривать ресурсы, всегда под рукой, может означать разницу между жизнью и смертью. На менее драматической ноте, знание этого сварочного трюка может привести вас домой или, по крайней мере, в безопасное место, если вы сломались.

Подобно любому другому жизненному навыку, который хорошо служит нам только в этот очень конкретный, очень важный момент, сварка таким способом может показаться тривиальной и не имеющей отношения к повседневной сварке. Но подумайте, что бы вы могли сделать, если бы не хотели покупать сварщика, а вам нужно было сделать всего несколько точечных швов.Или как вы могли бы завершить проект, если ваш сварщик сломался, а все, что у вас было, — это автомобильный аккумулятор и вешалка для одежды. Подобная сварка имеет гораздо больше применений, чем вы думаете. Помните об этом, и мы надеемся, что когда-нибудь вы найдете это полезным. Возможно, вы никогда не узнаете, когда оно вам понадобится.

Основы сварочного контура

Прежде чем мы продолжим обсуждение этого безумного метода сварки, давайте сначала рассмотрим основной процесс, связанный с сваркой. Это поможет нам лучше понять, что происходит между автомобильным аккумулятором и вешалкой для одежды.На самом деле, как только вы узнаете, какой компонент заменяет традиционные части, остальное становится почти само собой разумеющимся.

Все мы знаем, что сварка требует сильного нагрева, чтобы сплавить металл. Это краткое определение сварки. Но знаете ли вы, каковы отдельные компоненты?

Во-первых, у вас есть источник питания . Чаще всего это сам сварщик, который включает в себя как положительный, так и отрицательный источник. В зависимости от того, какой тип сварочного аппарата вы приобрели, он может выдавать постоянный ток (DC) или переменный ток (AC).Как бы то ни было, сварщик сам вырабатывает электричество, необходимое для нагрева детали.

Кабель электрода передает электричество от сварочного аппарата к электроду , который направляет сварочную дугу на заготовку. Технически дуга соединяется с землей, но поскольку эта земля подключена к заготовке, вместо этого здесь рассеивается мощность. Рабочий кабель , т. Е. Заземляющий кабель, подключается обратно к сварочному аппарату для замкнутой цепи.

И вот вы, посреди всего этого, счастливо завариваете.

Теперь, когда вы получили лучшее представление о том, как выглядит цикл, давайте возьмем эту модель и перевернем ее на бок. Сможете угадать, какие компоненты заменят автомобильный аккумулятор и вешалка для одежды? Как вы думаете, как будет выглядеть схема? Продолжайте читать, чтобы узнать, правы ли вы.

Сварщик бедняков: объяснил

Нам действительно следовало называть его сварщиком МакГайвера. В любом случае, перейдем к мелочам.Как именно сваривать автомобильный аккумулятор и вешалку?

Что касается материалов, вам понадобятся:

• Заряженный автомобильный аккумулятор
• Вешалка для одежды
• Набор соединительных кабелей

Также неплохо иметь какой-нибудь сварочный шлем, перчатки и плоскую поверхность для приваривания. Вам, очевидно, понадобится и та деталь, которую вы пытаетесь сварить (снова) вместе.

Как только вы соберете эти материалы, готовьтесь. На мгновение начнется сварка.Но сначала подключите отрицательную клемму аккумулятора к детали, которую собираетесь сваривать. Затем прикрепите вешалку к плюсовому выводу. Вы почти завершили сварочный контур. Последний шаг — зажигание дуги на свариваемой детали и инициирование потока энергии от аккумулятора к заготовке. Если вы хотите посмотреть еще одно видео об этом процессе, ознакомьтесь со статьей Popular Science .

Требования к сварке с использованием вешалок для одежды и автомобильного аккумулятора

Хотя явление сварки автомобильным аккумулятором и вешалкой для одежды, создающее сварные швы, звучит великолепно, есть несколько нюансов.В первую очередь: отсутствие устойчивой энергетики. Один из пользователей форума GarageJournal.com заявил: «Да, одной батареи на 12 В постоянного тока недостаточно для работы сварочного стержня. Две последовательно соединенные батареи при напряжении 22–24 В постоянного тока близки к тому, на котором работает «типичный» сварочный стержень для SMAW / стержневой сварки диаметром 3 / 32-1 / 8 дюйма (близко, но не совсем). Три батареи на 33-26 В постоянного тока — это слишком высокое напряжение ». Сильный жар лежит в основе сварки. Если автомобильный аккумулятор не может обеспечить достаточно высокую температуру дуги, сварка с проникающей сваркой будет затруднена.В то же время слишком большая сила может заставить вашу руку двигаться в противоположном направлении. Ваши сварные швы расплавятся слишком сильно, и у вас возникнет совершенно новая проблема.

Это тоже один из недостатков такой сварки. В то время как обычный сварщик позволяет вам изменять настройки в зависимости от вашего применения, этот импровизированный сварщик не так прост. Фактически, вы ограничены тем, на что способен сварщик своими руками в то время. А если вы обнаружите, что автомобильный аккумулятор заряжен не полностью, время сварки может сократиться с минут до секунд.

Еще одно требование, необходимое для сварки с автомобильным аккумулятором и плечиками, — это сами плечики. В то время как сварочный стержень — это действительно то, что нам нужно, вешалки для пальто будет достаточно для присадочного металла, необходимого для поддержки сварного шва. Поскольку в настоящее время многие вешалки для одежды изготовлены из пластика, может быть труднее найти металлическую вешалку для одежды. Также необходимо учитывать покрытие на вешалке, которое может сгореть и выделять химические вещества при использовании в качестве сварочного стержня.

Советы по безопасности

Работа в непредсказуемых условиях, например при сварке с автомобильным аккумулятором и вешалкой для одежды, требует особой осторожности.Во время сварки помните о следующем и не забывайте о безопасности.

Перед тем, как приступить к сварке с использованием автомобильного аккумулятора и вешалки, похожего на MacGyver, уделите немного времени. Больше исследуйте тему и смотрите тонны видео. Чем больше вы знаете о том, как безопасно воссоздать этот сварочный лайфхак, тем лучше.

Ваша следующая покупка сварочного оборудования

Сварка с использованием автомобильного аккумулятора и вешалки для одежды определенно вызовет у вас уважение. Однако действительно ли практично вести такую ​​сварку все время?

Если задуматься, то «столь же разумно купить генератор, который также позволяет вам сваривать.Или купите небольшой аппарат для дуговой сварки, чтобы использовать его вместе с портативным генератором ». Большинство сварщиков начального уровня имеют разумные цены, и вы можете легко получить их в местном хозяйственном магазине. Они предназначены для использования как дома, так и в хобби и на профессиональном уровне. Вам не придется беспокоиться о том, чтобы порезаться электрическим током, они намного надежнее любых автомобильных аккумуляторов и плечиков для одежды. Так что, хотя может показаться, что хранить эти материалы в машине на дождливый день неплохо, есть альтернативы.

Например, Popular Mechanics рекомендует Trail Weld.«Trail Weld — это портативный сварочный комплект, содержащий кабели для последовательного соединения двух или трех 12-вольтных автомобильных аккумуляторов, что позволит вам производить ремонт сваркой из любого места». Эта удобная сумка со сварочными инструментами своими руками вполне может найти свое место рядом с вашей аптечкой. Все, что вам нужно сделать, это предоставить сварочное защитное снаряжение, например перчатки, и все готово. Лучше всего то, что это может быть рождественский подарок, который вы так долго искали, чтобы удивить сварщика в своей жизни.

Итог остается неизменным: коммерческий сварщик теоретически имеет более высокий уровень безопасности, чем сварщик автомобильных аккумуляторов и плечиков для одежды, который можно смонтировать за несколько минут.При этом у него есть свое место. Нет ничего плохого в том, чтобы попробовать свои силы в сварке с помощью плечиков для одежды и автомобильного аккумулятора. Просто убедитесь, что вы практикуете безопасное поведение, и сделайте нам одолжение. Держите под рукой огнетушитель, если хотите.

Дополнительные советы по сварке

Мы поделились с вами одним из способов создания сварщика в спешке. Но если вы хотите узнать больше о сварке, ознакомьтесь с другими опубликованными нами статьями. Вы можете найти то, о чем раньше даже не слышали.А еще лучше, вы могли бы изучить новые методы и навыки, которые сделают вас на шаг ближе к тому, чтобы стать мастером-сварщиком. В конце концов, это первый шаг — или, лучше сказать, сварка? — имеет значение.

Связанные

Обзор: Аккумуляторные аппараты для точечной сварки, почему вы должны купить правильный аппарат для точечной сварки

Производство аккумуляторных батарей — обычное занятие в нашем сообществе, включающее точечную приварку никелевых полос к клеммам отдельных элементов. Многие пакеты были изготовлены таким образом с использованием переработанных ячеек 18650, взятых из выброшенных ноутбуков.Коммерческие сварочные аппараты для точечной сварки аккумуляторных батарей хорошо справляются со своей задачей, но имеют большой пусковой ток и недешевы, поэтому нередко можно увидеть импровизированные решения, такие как перемотанные трансформаторы, извлеченные из микроволновых печей. Однако есть и другая возможность в виде дешевых модулей, которые обещают те же результаты при использовании аккумуляторной батареи в качестве источника питания.

С любовью к тому, чтобы сделать более дешевую часть глобального электронного рынка для развлечения читателей Hackaday, я не смог устоять, поэтому расстался с 15 фунтами (около 20 долларов) на «Mini Spot Welder» и сел ждать, пока почтальон принесет мне обычную анонимную серую посылку.

Этот сварщик много обещает…

Установка для мини-точечной сварки с электродами, зажатыми в тисках.

То, что прибыло, показалось многообещающим: портативный транзисторный мини-точечный сварочный аппарат вместе с парой аккумуляторных кабелей и некоторыми кабелями, оканчивающимися электродами для точечной сварки.

Сам модуль представляет собой сэндвич из печатных плат на металлических стойках, с основной платой, содержащей силовую электронику, и дочерней платой с микроконтроллером с отшлифованным номером детали и небольшим OLED-дисплеем. На плате есть несколько кнопок управления и выключатель питания, а также гнездо для ножной педали, а на основной плате есть винтовые клеммы, ряд массивных полевых МОП-транзисторов и большой электролитический конденсатор.

Вместе с устройством находился набор проводов, сварочные выводы заканчивались набором изолированных, за исключением медных зондов на концах и незакрепленных проводов аккумулятора. Я установил пару обжимных коннекторов, чтобы они соответствовали клеммам аккумулятора. Также в коробке был листок бумаги с рекомендациями по типу аккумуляторов, подходящих для данной задачи, которая сводится к чему-то близкому к автомобильному. У меня была под рукой подходящая герметичная свинцово-кислотная батарея, а также несколько сомнительных ячеек 18650 чрезвычайно легкой, очевидной разновидности подделок, поэтому, взяв короткий кусок никелевой полосы, я решил сварить элемент и разделить его.

На кончиках электродов видны небольшие повреждения от разряда.

Включив устройство и поэкспериментировав с кнопками, стало очевидно, что существует два режима: автоматический режим, в котором оно будет работать, когда будет обнаружено, что что-то сваривается, и ручной режим для управления им с помощью ножного переключателя. У меня есть ножной переключатель от другого оборудования, поэтому я остановился на нем.

В противном случае есть настройка мощности, откалиброванная в «E», без объяснения того, что такое «E».Фактически, это мера энергии с точки зрения длительности импульса мощности, подаваемого устройством, и при включении она устанавливается на нижний предел диапазона на 5E.

Сначала я попытался удержать два зонда в одной руке и приложить их к полосе и кювете другой, но обнаружил, что мне не хватило ловкости, чтобы это осуществить. Достигнув небольших настольных тисков, я смог расположить их так, чтобы я мог удерживать ячейку и ленту вместе на концах и управлять сварочным аппаратом с помощью педали.

… Но мало что дает

Это было лучшее, что устройство могло сделать с моими подопытными.

Начиная с 5E и задаваясь целью найти точку, в которой устройство будет успешно выполнять точечную сварку, я увеличивал мощность с шагом 5E и пробовал сварку на каждом уровне. На нижних уровнях они склеивались, но только до такой степени, что я мог легко их разъединить, поэтому я продолжил. К сожалению, я так и не нашел уровень, на котором он работал, потому что на 25E один из этих полевых МОП-транзисторов отказал в коротком замыкании с обычным волшебным запахом дыма, и я не смог продолжить.

Процесс рассмотрения очень дешевой электроники этого типа напоминает игру однорукого бандита. Иногда вы выигрываете джекпот, но в других случаях устройство оказывается не бриллиантом. Тем не менее, это обычное дело, когда он, по крайней мере, выполняет свою работу, хотя и очень плохо, поэтому этот случай, когда он не может быть разрушен до того, как мне даже удалось заставить его работать, особенно разочаровывает.

Очевидно, что в идее точечной сварки MOSFET-транзистора есть что-то, но эти дешевые устройства, похоже, не годятся.Если вам нужно приварить клеммы аккумулятора, найдите более традиционный аппарат для точечной сварки, а что касается этих аккумуляторов: я купил его, поэтому вам не нужно.

Сварка волоконным лазером

продлевает срок службы батареи электромобилей

Технология волоконной лазерной сварки способствует снижению стоимости и повышению надежности аккумуляторов для электромобилей последнего поколения. Сварка волоконным лазером обеспечивает неизменно высокое качество сварных швов аккумуляторных батарей электромобилей, где свариваются алюминий, медь, сталь с никелевым покрытием и комбинации этих материалов.

На фото показан сварной шов между медью и алюминием внахлест, одна из многих возможных комбинаций сварки волоконным лазером.

В этой статье содержится обновленная информация о последних разработках в области лазерной сварки, которые применимы к этим новейшим конструкциям батарей, включая данные для документирования качества лазерной сварки одинаковых и разнородных комбинаций металлов.

По словам обозревателя выставки CES (Consumer Electronics Show) 2018 года, «автопроизводители перераспределяют и отдают приоритет своим бюджетам на исследования и разработки в сторону электрификации транспортных средств.”

Писатель Bloomberg Томмазо Эбхардт процитировал Серджио Маркионне, генерального директора Fiat Chrysler Automobiles NV, который сказал: «К 2025 году менее половины проданных автомобилей будут полностью работать на сгорании, поскольку газ и дизельное топливо уступят место гибридным, электрическим и топливным. трансмиссии ячеек ».

Для этого потребуются значительные инвестиции, чтобы сделать электромобили более привлекательными и доступными для основных покупателей. Эти инвестиции будут включать снижение стоимости транспортного средства и повышение надежности транспортного средства и срока службы компонентов, особенно технологии аккумуляторов, используемых в электромобилях.

Ниже приводится обзор последних разработок продуктов и процессов, связанных с лазерной сваркой компонентов аккумуляторных батарей электромобилей.

Различные требования к сварке

Обсуждение «Сварка аккумуляторных батарей для электромобилей» подразумевает широкую тему, учитывая количество вариантов. Во-первых, есть три основных стиля батарей: цилиндрические, призматические и карманные. Во-вторых, это ряд материалов. Также существует несколько видов сварных швов.

Разные материалы

Компоненты, проводящие электрический ток внутри литий-ионной батареи, изготовлены из меди или алюминиевых сплавов, как и внешние шины, которые необходимо присоединить к внешним клеммам, соединяющим ряд ячеек.Алюминиевые сплавы (серия 3000) и чистая медь, которые являются основными материалами, необходимо сваривать лазером в одинаковых или разных конфигурациях, чтобы обеспечить электрический контакт с положительными и отрицательными внешними выводами.

Сварными швами внахлест, стыковыми и угловыми сварными швами выполняются различные соединения внутри батареи. Заключительными этапами сварки в сборке ячейки являются герметизация швов алюминиевых банок, которая создает барьер для внутреннего электролита, и приварка материала язычка к отрицательной и положительной клеммам.Он также создает электрические контакты для батареи.

Качество через контроль процесса

Управление металлургией и размерами лазерной сварки возможно с помощью расширенного управления параметрами процесса лазерной сварки с помощью волоконной лазерной системы Laserdyne 430.

Как потребители, мы ожидаем, что аккумуляторы для электромобилей будут иметь относительно долгий срок службы, обычно не менее десяти лет. Это стандарт, на который автомобильные компании ориентируются в своих новых конструкциях аккумуляторов. Для этого все узлы и агрегаты должны иметь даже более высокую надежность, чем существующие автомобильные аккумуляторы.

Чтобы обеспечить десятилетний срок службы батарей, сварочные процессы должны соответствовать требованиям, независимо от того, используются ли соединения из одного или разных металлов. Факторы, которые следует учитывать при лазерной сварке при создании высоконадежных сварных швов из одинаковых и разнородных комбинаций металлов, включают:

Физические свойства материала

• Различия в поглощении / отражении лазерного луча
• Различия в теплопроводности

Металлургические свойства материала

• Растворимость материала / легирующих элементов
• Различия температур плавления
• Тепловое расширение
• Образование интерметаллических фаз

Одним из преимуществ современных волоконных лазерных систем является степень возможного контроля параметров лазера.Параметры лазерного импульса (длительность импульса, пиковая мощность и даже форма — пиковая мощность как функция времени — импульса) могут контролироваться по отдельности. В то время как более простые системы будут вызывать заранее запрограммированный набор условий, возможный контроль «в реальном времени» выходит за рамки этого, обеспечивая больший контроль над процессом и, как следствие, металлургическое качество сварного шва.

Новые системы волоконной лазерной сварки обеспечивают контроль следующих параметров:

Параметры лазера

• Средняя мощность
• Пиковая мощность
• Выход лазера
• Непрерывная волна (CW)
• Модуляция (синусоидальная волна, прямоугольная волна)
• Импульсный (возможны различные формы), включая длительность и частоту импульса для каждого импульса

Параметры обработки

• Скорость сварки
• Процент перекрытия лазерных импульсов
• Положение фокуса относительно сварного шва
• Тип защитного газа
• Расход защитного газа

Сварные швы из разнородных металлов

Сварка алюминия с медью требует большей осторожности, чем швы меди и никеля.Сварные швы из алюминия и меди могут содержать интерметаллические соединения двух металлов, которые могут быть довольно хрупкими. Хрупкие соединения снижают прочность сварного шва и его способность изгибаться без образования трещин. Растрескивание сварного шва приведет к повреждению аккумулятора и, в конечном итоге, к выходу аккумулятора из строя.

Аккумуляторы электромобилей состоят из нескольких сборок и компонентов из нескольких различных материалов, требующих разных типов и процессов сварки.

Испытания сварки алюминия с медью показали, что качество сварки не контролируется одним параметром.Скорее всего, это сочетание параметров лазера и обработки, которые существенно влияют на качество сварки этих соединений. Выходная мощность лазера и плотность мощности (оптическая мощность на единицу площади) являются ключевыми параметрами при сварке материалов с высокой отражательной способностью, таких как медь и алюминий, в точном положении лазерного пятна на заготовке. Кроме того, смещение лазерного луча в том или ином направлении относительно соединения используется для управления полученным составом сплава и свойствами сварного шва.

Сварка волоконным лазером с характерной высокой скоростью охлаждения имеет два преимущества по сравнению со многими процессами сварки с меньшей интенсивностью, для которых охлаждение происходит медленнее.Во-первых, было показано, что высокие скорости затвердевания приводят к более мелкой микроструктуре сварного шва и меньшему размеру выделений. Постоянные высокие скорости охлаждения твердого материала сводят к минимуму время роста нежелательных интерметаллических соединений при охлаждении.

Исследования показали, что интерметаллические соединения диаметром менее 20 мкм оказывают незначительное влияние на структуру.

Формирование импульса

Формирование импульса или управление выходной мощностью в зависимости от времени в пределах лазерного импульса может быть очень полезным при лазерной сварке меди и алюминия.Односекторный «прямоугольный» импульс часто бывает достаточным при сварке стандартных черных сплавов. Однако при сварке отражающих или разнородных материалов формирование импульса оказывает ощутимое влияние на качество и стабильность сварных швов. Ниже приведены две типичные формы импульсов, используемые для улучшения процесса сварки и качества литий-ионных аккумуляторов.

Материалы с высокой электропроводностью, такие как чистая медь, также имеют тенденцию иметь высокую отражательную способность для длин волн инфракрасного и ближнего инфракрасного (Yb волоконный лазер).Фактически, для некоторых мощных волоконных лазерных систем зеркала доставки лазерного луча изготавливаются из меди.

При сварке меди улучшенная форма остроконечного импульса помогает предотвратить обратное отражение от заготовки, а также обеспечивает равномерное проплавление сварного шва по всей длине сварного шва.

Первые 0,5–5 мс могут иметь гораздо более высокую пиковую мощность, чем следующие секторы. Как только начальный всплеск начинает плавить поверхность, поглощение увеличивается (отражательная способность уменьшается) примерно в 20 раз, так что энергия лазерного импульса для остальной части импульса может быть намного ниже.

Сплавы на основе алюминия, склонные к растрескиванию или пористости, такие как серия 1000 или серия 3000, используемые для аккумуляторных батарей, также выигрывают от импульсов определенной формы.

Для этих материалов было показано, что форма импульса постепенного снижения предотвращает растрескивание и снижает пористость. Расширенное понижение мощности в пределах импульса контролирует охлаждение зоны плавления сварного шва, избегая дефектов сварного шва.

При сварке по форме «наклон вниз» объединение обычного одиночного сварочного сектора (основного сектора) с секторами с более низкой пиковой мощностью будет медленно уменьшать энергию лазера, попадающую в сварочный стержень, обеспечивая медленное охлаждение.В некоторых приложениях можно иметь более 10 секторов с такой формой импульса, но обычно достаточно 3–5 секторов.

Форма импульса также полезна для герметизации отверстия, используемого для заполнения аккумуляторного блока из сплава алюминия 3000 с электролитом. Острие передней кромки противодействует начальной отражательной способности и инициирует плавление. Оставшаяся часть импульса плавит материал, избегая при этом значительного испарения (разбрызгивания).

По сравнению с обычной прямоугольной волной импульсная форма делает связь более стабильной, уменьшает обратное отражение и уменьшает разбрызгивание сварочного шва в процессе сварки.

Герметичные сварные швы

Герметизация батарей и узлов внутри батарей, заполненных электролитом, требует особой осторожности, чтобы избежать загрязнения электролита и обеспечить герметичность сварки. Герметичные сварные швы наиболее эффективно выполняются с использованием импульсного лазера для контроля подводимого тепла к стыку. Для герметичного шва практическое правило состоит в том, чтобы перекрытие импульсов составляло минимум 70%, при этом чаще всего используется перекрытие 80%.

Типовые сварные соединения меди и алюминия для сварки аккумуляторных батарей электромобилей.

Prima Power Laserdyne разработала калькулятор процесса, который помогает инженерам-технологам выбирать параметры лазера, которые обеспечивают требуемую ширину, глубину проникновения и перекрытие импульсов.

Чтобы избежать утечек сварного шва, Laserydyne SmartTechnique под названием SmartRamp устраняет углубление в конце закрытого сварного шва. SmartRamp включает в себя интегрированное управление лазером и параметрами движения, чтобы избежать депрессии. Устранение углубления в конечной точке закрытого сварного шва исключает вероятность утечек из точечных отверстий.Это особенно важно для тонких материалов, требующих герметичного сварного шва.

Для таких материалов, как алюминий серии 3000, используемых для аккумуляторных батарей, требующих герметичного запечатывания, формирование импульсов также является частью надежного производственного процесса.

Для этого материала было показано, что форма импульса постепенного снижения снижает пористость алюминиевых сплавов, склонных к этому типу дефектов. Расширенное понижение мощности в пределах импульса может управлять охлаждением зоны плавления сварного шва. Форма импульса постепенного снижения также может иметь огромное преимущество в уменьшении трещин и пористости.Хотя стандартные и улучшенные формы импульсов с острыми швами показывают лучшие результаты с точки зрения проплавления сварного шва, цикл охлаждения чрезвычайно высок. В результате может возникнуть закупорка газа и образование трещин во время затвердевания. Импульс замедления регулирует скорость охлаждения, и растрескивание при затвердевании значительно снижается, а также образование пористости.

Контроль ширины сварного шва

Многие области применения выигрывают от узкого профиля, присущего лазерной сварке. Тем не менее, это не всегда так.Небольшой размер сфокусированного лазерного луча может создать строгие требования к подгонке швов. В некоторых случаях требования не соответствуют другим производственным процессам. Так часто бывает с формованными деталями из листового металла.

Есть и другие области применения, для которых предпочтительнее сварной шов большего размера. Более широкие сварные швы требуются либо для обеспечения механической прочности (например, более широкая граница раздела сварного шва внахлест), либо, в случае сварных шин аккумуляторных шин, для электрических свойств. Сварные швы шинопроводов требуют стыковых соединений алюминия и меди большего сечения из-за высоких требований к току.

В этом случае метод вобуляции обеспечивает необходимую ширину сварного шва, сохраняя при этом гибкость системы для выполнения узких сварных швов в других областях. Колебание предполагает наложение движения лазерного луча на движение, необходимое для отслеживания сварного соединения. Могут использоваться различные узоры, но обычным узором является круговое движение.

Результаты

Для аналогичных комбинаций материалов предел прочности близок к пределу прочности основного материала, и в основном материале произошло разрушение при растяжении.

Результаты испытаний на растяжение медных и алюминиевых сплавов, обычно свариваемых волоконным лазером, включены в прилагаемую таблицу. Для аналогичных комбинаций материалов предел прочности близок к пределу прочности основного материала, и в основном материале произошло разрушение при растяжении. Для разнородных соединений предел прочности при растяжении ограничивался образованием хрупких интерметаллидов, и в зоне плавления происходило разрушение.

Заключение

Обширные испытания показали, что сварка волоконным лазером доказала свою эффективность в получении высококачественных и прочных сварных швов из различных материалов литий-ионных аккумуляторов.Управление металлургией и размерами лазерной сварки стало возможным благодаря расширенному контролю параметров процесса сварки волоконным лазером, доступному в современных системах сварки волоконным лазером.

Мохаммед Наим — старший менеджер по разработке приложений и развитию технологий Prima Power Laserdyne. Терри Л. Вандерверт — бывший президент Prima Power Laserdyne.

Давайте поговорим об аккумуляторной точечной сварке

Аккумуляторные точечные сварщики обычно подключают металлические пластины к точкам контакта аккумулятора.Этот метод использовался многие десятилетия и до сих пор очень распространен. Точечная сварка с использованием аккумуляторных батарей — это разновидность контактной сварки и один из старейших сварочных процессов.

Что такое аккумуляторный точечный сварочный аппарат?

Точечная сварка лент и выступов на батарее для соединения между батареями и более крупными компонентами батарейного блока является распространенной технологией производства, требующей специального оборудования, обычно называемого установкой для точечной сварки батарей. Как правило, межсоединения аккумуляторных батарей изготавливаются из никелевых полос, в идеале с разветвлениями и выступами, а затем свариваются сопротивлением с использованием методов сварки с параллельным зазором или ступенчатой ​​сварки.Чтобы получить наилучшие и воспроизводимые результаты, такие методы зависят от качества сварочной головки, электрода и источника питания.

Чтобы постоянно улучшать возможности управления мощностью и снижать потери, производители аккумуляторных батарей высокого класса ищут способы подключения более проводящих межсоединений (таких как алюминий и медь), одновременно пытаясь снизить затраты за счет упрощения конструкции межсоединений. Поскольку соединительные линии слишком токопроводящие, такие требования обычно исключают возможность использования методов контактной сварки.В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о машинах для точечной сварки аккумуляторов!

:: Подробнее: Projection Welding is the Boss of Embossations

Важность качества сварки для аккумуляторов

Цилиндрические батареи, объединенные в аккумуляторные блоки, все чаще используются, например, для привода портативных электроинструментов, электрических велосипедов, электрических и гибридных транспортных средств. Аккумулятор состоит из множества компонентов. Базовый компонент — это батарея, подключенная последовательно или параллельно для достижения необходимого напряжения и емкости.По типу конструкции аккумуляторов в основном бывают пакетированные, квадратные и цилиндрические. Качество связи между каждой батареей и шиной влияет на работу и производительность всей системы накопления энергии. Подключение батарей является сложной задачей из-за необходимости комбинировать различные материалы, которые обычно имеют высокую проводимость, с комбинацией переменной толщины. По способу накопления энергии различают свинцово-кислотные, никель-кадмиевые, никель-металлогидридные, натрий-никелевые и наиболее часто используемые литий-ионные батареи.Обычно для объединения батарей в группы используются точечная и проекционная сварка сопротивлением, ультразвуковая и лазерная сварка, а механические методы используются редко.

Чем может вам помочь аппарат для точечной сварки аккумуляторов?

Аккумуляторные точечные сварщики обычно подключают металлические пластины к точкам контакта аккумулятора. Этот метод использовался многие десятилетия и до сих пор очень распространен. Точечная сварка с использованием аккумуляторных батарей — это разновидность контактной сварки и один из старейших сварочных процессов.Использование заостренного электрода для создания противоположной силы может нагреть металлический лист, а затем легко соединить его. Форма электрода, используемого в этом процессе, определяет различные факторы сварки, такие как ток, тепловыделение и размер сварочного стержня.

Как работает аккумуляторная точечная сварка?

В процессе сварки аккумуляторным точечным сварочным аппаратом два или более металлических куска свариваются вместе без использования присадочного материала. Процесс включает в себя приложение давления и тепла к области сварки с помощью профилированного электрода из медного сплава, который пропускает ток через сварной элемент.Материал плавится, чтобы сплавить детали. В это время ток отключается, чтобы поддерживать давление электрода, и расплавленный «самородок» затвердевает, образуя соединение. Ток генерирует сварочное тепло, и ток передается к заготовке через электрод из медного сплава. Медь используется для изготовления электродов, потому что медь имеет более высокую теплопроводность и более низкое электрическое сопротивление, чем большинство других металлов, поэтому тепло выделяется преимущественно в заготовке, а не в электроде.Количество тепла зависит от теплопроводности и сопротивления металла, а также от времени приложения тока.

Аккумуляторный точечный сварочный аппарат работает за счет кондуктивного нагрева, который генерируется электрическим током. Традиционный аккумуляторный аппарат для точечной сварки размещает два электрода из медного сплава, чтобы скрепить два металлических листа вместе. Медь обладает высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением и является идеальным способом концентрации тепла в металле, а не в самом электроде.Электрический ток проходит через электроды, выделяя концентрированное тепло для плавления металла. Плавление заставляет два куска металла слипаться в этом месте. Ток протекает только на короткое время, потому что после того, как металлические детали сплавляются, ток больше не нужен. Однако электрод будет продолжать оказывать давление до тех пор, пока расплавленный металл не затвердеет в прочное соединение. Сварка повторяется через равные промежутки времени для эффективного соединения двух частей.

Материалы, подходящие для аккумуляторных точечных сварочных аппаратов

Благодаря более низкой теплопроводности и более высокому электрическому сопротивлению сталь легче найти при сварке, а низкоуглеродистая сталь лучше подходит для сварщиков батарей.Однако сталь с высоким содержанием углерода, по-видимому, образует твердую и хрупкую микроструктуру, которая уязвима для низкой прочности на растрескивание или трещин в сварном шве.

Для оцинкованной стали требуется более высокий сварочный ток, чем для стали без покрытия. Аналогичным образом, в случае цинковых сплавов медные электроды могут быстро повредить поверхность и снизить эффективность операции сварки. При точечной сварке оцинкованной стали необходимо регулярно заменять электрод или подрезать поверхность кончика электрода.В этом случае резак извлекает инфицированный материал, так что поверхность меди становится чистой, а форма электрода изменяется. Некоторые материалы, широко используемые для точечной сварки аккумуляторов, включают нержавеющую сталь, никелевые сплавы и титан. Хотя теплопроводность и сопротивление алюминия аналогичны меди, алюминий имеет более низкую температуру плавления, что означает, что его можно паять. Однако из-за его низкого сопротивления при сварке алюминия требуются очень высокие токи.

Преимущества и недостатки аккумуляторных аппаратов для точечной сварки

Аккумуляторные аппараты для точечной сварки обеспечивают надежные результаты и обеспечивают долговечность сварных швов.Поскольку аккумуляторный аппарат для точечной сварки использует ток, протекающий через электроды, нет необходимости в материалах для сварки металлов. Это быстрый процесс, который может обеспечить бесперебойную работу вашего проекта. Большое количество энергии может вызвать сварку без чрезмерного нагрева других участков металла.

Этот метод контактной сварки подходит не для всех типов металлов, поэтому он может ограничить возможности проекта. Вам понадобится аппарат для дуговой сварки MIG или TIG с установленными соответствующими принадлежностями.Когда нужно просто использовать устройство для небольших задач, цена будет высокой. Когда ток или тепло недостаточно хороши, стыки не могут быть должным образом отремонтированы с течением времени, поэтому жизненно важно иметь соответствующие настройки. Также может быть трудно разместить электроды на неровных выступах или в труднодоступных местах.

Выставка IMTS

IMTS собрал мировых производителей оборудования для точечной сварки на этой онлайн-платформе. Просмотрите и найдите своего следующего поставщика вместе с нами.

Если у вас возникнут трудности, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Быстрая ссылка на поставщиков

Сварка аккумуляторных батарей — EB Industries

Сварка при производстве аккумуляторов требует уникальных технологий и опыта работы с металлами и их комбинациями, которые нелегко сваривать. Независимо от того, разрабатывает ли ваша компания шины, батареи и конденсаторные батареи или корпуса для батарей, EB Industries имеет опыт сотрудничества с клиентами для разработки потрясающих решений.

Перейти к:

Проблемы сварки аккумуляторных батарей

Аккумуляторная промышленность ставит перед производством уникальные задачи, особенно в связи с тенденцией к созданию более легких и более эффективных аккумуляторов. EB Industries уже более 10 лет помогает компаниям разрабатывать уникальные сварные решения для некоторых из этих проблем. В частности, автомобильная промышленность стала мощным двигателем, подталкивавшим инженеров к созданию более легких, безопасных, эффективных и менее дорогих конструкций.С увеличением количества электрических и гибридных автомобилей мы все активнее участвуем в разработке деталей, которые соответствуют сложным критериям, включая ограничения по размеру и пространству, требования к теплу, мощности и безопасности, а также использование материалов, которые затрудняют производство и создание прототипов. Аэрокосмическая и оборонная промышленность также внедряют инновации, требуя нового мышления для таких приложений, как батареи для дронов, системы питания оружия или переносные аккумуляторные батареи.

С точки зрения инженера-сварщика, мы обнаружили, что проблема обычно сводится к поиску эффективных способов соединения меди, алюминия или какой-либо сложной комбинации разнородных материалов.

Медь является прекрасным проводником электричества и часто является центральным элементом многих конструкций аккумуляторов для клемм или шин. Однако высокая теплопроводность и низкая температура плавления меди затрудняют сварку. Его можно соединить с помощью крепежа или пайки, но эти методы могут иметь ограничения, когда критичны вес, форм-фактор и терморегулирование. Алюминий — еще один предпочтительный материал, учитывая его низкую стоимость, легкий вес и хорошую теплопроводность. Однако некоторые сплавы алюминия имеют склонность к горячему растрескиванию и их очень трудно соединить.Идеальным решением для многих аккумуляторных приложений была бы сварка меди с алюминием, и нам удалось сварить эти материалы вместе, но полученное соединение является хрупким и непрактичным. В качестве альтернативы используются гибридные сплавы или плакированные материалы. Эти материалы великолепны и решают многие проблемы распределения мощности и рассеивания тепла. Однако у каждой комбинации есть свои уникальные проблемы при сварке, резке или формовании.

Ценность, которую мы в конечном итоге предоставляем инженерам и производственным компаниям, — это наш многолетний опыт решения описанных выше проблем.

Отрасли и приложения

• Резка и формовка шин
• Изготовление батарей / конденсаторов для автомобильной и грузовой промышленности
• Герметичные аккумуляторные отсеки
• Аккумулятор в сборе и уплотнение корпуса для аэрокосмической и орбитальной космической техники
• Миниатюрный аккумулятор в сборе и уплотнение для медицинских имплантатов

Автобусные бары

Резка и сварка шин

Конструкция шины — это баланс между потребляемым током и способностью рассеивать тепло, а также ограничениями по размеру и весу.Шины часто изготавливаются из меди, никеля, алюминия и их комбинаций. Выбор материала зависит от того, как лучше всего сбалансировать все требования. Мы вырезали, сформировали и сварили все эти материалы. У нас также есть значительный опыт работы с гибридами, такими как сварка меди с никелем или использование никель-медной оболочки. Сварные швы и разрезы в таких случаях, как известно, сложны из-за разницы температур плавления и проводимости материалов. Мы разработали запатентованные технологии и процедуры, которые позволяют нам приваривать шины, плакированные никелем или никелем, к медным переходам с высокой производительностью без потери качества.

Обычно электрические шины представляют собой плоские полосы, сплошные металлические шины или, в некоторых случаях, полые трубы. Однако конфигурации батарейных массивов становятся все более компактными и сложными, поскольку инженеры работают над тем, чтобы сделать больше устройств электрическими. В частности, электромобили вынуждают инженеров разрабатывать аккумуляторные системы со сложными форм-факторами. Чтобы соответствовать требованиям конструкции, шины необходимо согнуть, разрезать и сварить по трем направлениям. К счастью, EB Industries имеет возможности высокоскоростной 5-осевой лазерной резки и сварки, которые хорошо подходят для такого рода задач.Кроме того, высокая степень автоматизации в EB позволяет быстро создавать прототипы и быстро создавать итерации ваших компонентов.

Сборка конденсаторной решетки

По мере увеличения потребности в энергии от высокоэффективных аккумуляторных и газовых / электрических гибридных транспортных средств, происходит соответствующее увеличение аккумулируемой и выходной мощности аккумуляторной батареи. Ключевым достижением является использование массивов ультраконденсаторов — сетей конденсаторов, которые способны быстро реагировать на потребности в энергии.

Основное отличие аккумуляторов от ультраконденсаторов — это механизм накопления энергии.Батареи накапливают энергию посредством химических реакций, а ультраконденсаторы используют электрические поля. У ультраконденсаторов есть много преимуществ перед батареями: более быстрые циклы разрядки и перезарядки, более длительный срок службы и стабильная подача энергии в течение всего срока службы.

Мы сварили массивы ультраконденсаторов, а также гибридные батареи / конденсаторные сети, и мы успешно справились с требованиями к упаковке и механическим характеристикам, которые часто сопровождают спецификации продуктов на основе ультраконденсаторов.

Уплотнение корпуса батареи

Конструкция и раскрой корпуса аккумулятора

EB Industries является пионером в области герметичного лазерного запечатывания, которая представляет собой герметичное запечатывание металлических контейнеров для критических электронных компонентов, предназначенных для работы в суровых условиях.Наш опыт показывает, что эта область имеет огромное значение для наших клиентов благодаря приложениям для аккумуляторов, которые должны быть защищены и точно упакованы. Мы запечатали батареи в самые разные контейнеры разной формы, сделанные из самых разных материалов.

Совместная разработка: пример из практики

EB Industries тесно сотрудничает с нашими клиентами, чтобы поддержать их сроки разработки и производства продукции, соблюдая при этом требования к продукции и сохраняя ограничения по качеству и бюджету.AllCell Technologies и EB Industries довольно успешно сотрудничают в решении сложной задачи по созданию батарейного массива. История этого сотрудничества была недавно опубликована The Battery Show в информационном бюллетене перед выставкой.

Вы можете прочитать статью, нажав здесь.

Клиентов

Ниже приведены некоторые из компаний, которые занимаются производством аккумуляторов, которым мы оказали поддержку.

[ServiceCTA]

Сварщики Sunstone> Обучение сварке> Литиевые батареи Сварка аккумуляторов

Сварка литиевых батарей

Литиевые батареи быстро становятся нормой в производстве батарей.Литиевые батареи названы так из-за литиевого анода, используемого в конструкции этих элементов. Литиевые батареи отличаются от других ячеек несколькими разными способами. Во-первых, литиевые элементы имеют высокую плотность разряда и обладают способностью заряжаться и разряжаться очень эффективно. Литиевые элементы обычно используются в портативной электронике, радиоуправляемых хобби и электромобилях. Существует 4 основных типа литиевых батарей. Призматические, карманные, цилиндрические и кнопочные элементы. Каждая из этих ячеек совместима со сваркой.Ниже мы обсудим каждый из них и способы сварки каждой из этих ячеек.

Призматические литиевые элементы

Призматические литиевые элементы являются одним из наиболее распространенных типов литиевых аккумуляторов. Они обычно используются в сотовых телефонах, планшетах, фотоаппаратах и ​​электромобилях. Призматическая ячейка состоит из анода, катода, сепаратора и электролита, заключенных в металлический контейнер. Каждая призматическая ячейка изготавливается по индивидуальному заказу для каждого приложения, и переход от ячейки к ячейке практически отсутствует.Призматические элементы обычно более безопасны, чем большинство литиевых элементов, и обеспечивают дополнительный уровень защиты, поскольку они запечатаны в металлическом корпусе.

Сварка призматических ячеек

Существует множество применений для сварки призматических ячеек.

• Приваривайте выступы и несколько слоев токосъемников
• Сварка нескольких слоев фольги
• Приваривайте выступы вместе для создания батарейных сборок
• кожух и герметизируйте кожухи и крышки.
• Соединение ячейки с ячейкой
• Соединение модуля с модулем

Литиевые мешочные элементы

Литиевые мешочные элементы состоят из уложенных друг на друга слоев анодов, разделителей и катодов, расположенных между слоями ламинированной пленки.Эти ячейки мешочка могут быть изготовлены по индивидуальным размерам и формам. Каждая ячейка мешка обеспечивает 3-4 вольта. Затем ячейки пакета подключаются последовательно и параллельно для получения желаемого напряжения и емкости. В конфигурации ячеек пакета буква S в номере указывает, сколько штук идет последовательно, а буква P указывает, сколько узлов упаковки. Например, если у вас есть пакет 4s4p, это будет всего 16 ячеек. 4 упаковки по 4 ячейки в каждой.

Сварка пакетированных литиевых элементов

Пакетированные литиевые элементы можно сваривать различными способами, как в процессе создания, так и в процессе сборки.

Приложения:

• Герметичное запечатывание индивидуальных пакетов
• Сварка слоев с выводами
• Создание выводов отведений
• Соединения между ячейками
• Соединения между модулями

9002 Литиевые элементы Цилиндрические элементы становятся все более и более распространенными, поскольку в различных отраслях промышленности требуется высокая скорость разряда, которую обеспечивают литиевые элементы. Цилиндрические элементы состоят из анода, катода и сепаратора, свернутых и запечатанных в контейнере батареи с электролитом.Эти цилиндрические ячейки бывают разных размеров. Система счисления, используемая для классификации батареи, также является размером ячейки. Например, ячейка 18650 имеет размер 18 мм x 65 мм. Ячейка 26650 имеет размер 26 мм x 65 мм. Цилиндрические элементы имеют более высокую степень безопасности, поскольку они обычно имеют положительный и отрицательный полюсы на одной стороне. Сторона банки обычно является отрицательной клеммой, а приподнятая часть — положительной, их можно легко закоротить, если обертка будет повреждена или удалена.

Сварка цилиндрических литиевых элементов

Здесь, в Sunstone Welders, мы понимаем, что будущее аккумуляторов находится как в литиевых элементах, так и в высоковольтных аккумуляторных батареях большой емкости.Мы считаем, что лучший способ улучшить аккумуляторные батареи — это использовать вкладыши для аккумуляторов Cooper вместо традиционных никелевых. Медные язычки батареи обеспечивают лучшую производительность батареи, а также увеличивают срок ее службы. Сварщики Sunstone первыми применили сварку медных выводов аккумуляторных батарей с помощью сварочной системы Sunstone Omega PA250i. Эта система представляет собой экономичную и надежную систему для сварки литиевых цилиндрических элементов.

Выделение клиента с использованием медных выступов

Литиевые батарейки или монетные элементы

Последним типом литиевых батарей являются литиевые кнопочные или таблеточные.Используется в небольшой электронике, часах, калькуляторах, медицинских устройствах и везде, где требуется небольшая батарея. Кнопочные элементы бывают как щелочными, так и литиевыми батареями.

Сварка литиевых таблеточных или таблеточных элементов

Литиевые элементы в форме таблеток или таблеток Можно сваривать с использованием традиционной технологии сварки аккумуляторных батарей. Вкладка используется для объединения нескольких ячеек вместе или для расширения связи кнопки или монетной ячейки. К ячейке может быть прикреплен магнитный провод для создания электрического соединения или для мониторинга.

.