Zgrzewarka Punktowa do ogniw i nie tylko

[Detan]

Jak wiadomo w pracach modelarskich zdarza się, że potrzebujemy łączyć ze sobą metalowe części.

Czasami potrzebujemy złączyć dwa metale bardzo mocno. Decydujemy się na lutowanie, które w zupełności wystarcza, ale co jeśli musimy zlutować pakiety akumulatorowe, które muszą być niezawodne i połączone trwale?

Niektóre pakiety jak LI-POL czy LI- ION nie lubią być przegrzane, bo dochodzi do ich uszkodzenia.

W takim przypadku może nam pomóc zgrzewarka oporowa, która rozgrzewa metal za pomocą bardzo wysokiego prądu (~800A) o niskim napięciu (~1.5V -10V).

Produkowane zgrzewarki fabryczne są bardzo drogie, ale możemy w domowych warunkach zbudować własną zgrzewarkę ze starego transformatora od mikrofalówki.

Taka zgrzewarka ma dużo zalet. Jest tania w budowie i można nią zgrzewać blachy o grubości od 0.1 do 3mm (łącznie) lub pręty o średnicy 2x2,5mm (po wydłużeniu czasu zgrzewania i zmianie elektrod).

Wymiarami też nie będzie zajmowała dużo miejsca i do prac w modelarni nadaje się idealnie.

 

Do budowy zgrzewarki będziemy potrzebowali:

 

-Transformator od mikrofalówki, najlepiej zastosować GAL - 800E - 4 taki transformator sprawdzałem i świetnie się nadawał. Oczywiście może być każdy inny z mikrofali o mocy nie mniejszej niż 800W (im mocniejszy tym leszy)

Koszt na znanym portalu aukcyjnym to ~19zl.

 

-Pręty miedziane na elektrody (mogą być zaostrzone końcówki prądowe z migomatu wkręcone w jakiś inny pręt).

-Przewód na uzwojenie wtórne ~25mm2.

Najlepiej nadają się linki przeznaczone na uziemienie, które maja bardzo cienka izolacje nie grubsza niż 1mm.

Dlaczego taka linka? A dlatego, że szczelina w transformatorze jest niewielka i ciężko będzie zmieścić odpowiednia ilość zwoi, gdy linka będzie miała gruba izolacje.

-Trochę rezystorów, kondensatorów, diod, stabilizator L7805, optotriac moc3041 buzer 5v z generatorem, microswith, kwarc 12MHz,

-Diody prostownicze typ 25fr100m 25A 1000V lub mostek prostowniczy

-Tyrystor BT145-800R lub podobny.

-procesor at89c2051 (jeśli będą chętne osoby to mogę na życzenie procesor zaprogramować)

Zamiast procesora można zbudować timer na NE555 a czas regulować potencjometrem.

-Włącznik kołyskowy 16A

-Wyświetlacz cyfrowy LED

-Małe trafo do zasilania płytki sterującej

-Obudowa uniwersalna (dobrać wg. uznania i wielkości trafo)

 

Sterownik zgrzewarki oparty jest na projekcie z Nowego Elektronika 4/2004 wiec nie będę go tutaj opisywał.

 

Schemat poprawiony, bo w oryginalnym źle podłączyli buzer ( w opisie na PCB jest podłączony poprawnie wiec śmiało można kopiować do termotransferu):

 

 

 

Opis sterownika z Nowego Elektronika i wsad można pobrać tutaj:

http://www.elektr...?id=555385

W programie sterującym zmieniłem działanie zworki.

Zworka nie ma już za zadanie opóźniania włączenia optotriaka tylko zmienia się nią czasy zgrzewania od 10ms - 100ms ; 100ms - 1s.

 

Cały projekt mojego autorstwa jest tutaj:

http://www.elektr...935-0.html

 

Budowę zaczynamy od wyjęcia i przygotowania transformatora z mikrofalówki.

Przy wyciąganiu transformatora z mikrofalówki najpierw musimy rozładować kondensator znajdujący się we wnętrzu obudowy tuż obok transformatora (na zdjęciu oznaczony czerwoną ramką, po lewej stronie od trafo).

TRZY RAZY UPEWNIJ SIĘ ŻE KUCHENKA NIE JEST PODŁĄCZONA DO SIECI!!!

UWAGA! PO OTWARCIU OBUDOWY NIE DOTYKAMY NICZEGO ZANIM NIE ROZŁADUJEMY KONDENSATORA.

W MIKROFALÓWCE WYSTĘPUJĄ GROŹNE DLA ŻYCIA NAPIĘCIA!!!

 

 

Przy tej operacji musimy zachować dużą ostrożność i robić to narzędziem, które ma odizolowana cześć metalowa gruba warstwa gumy lub plastiku, ponieważ transformator wytwarza napięcie rzędu 2kV i tym napięciem może być naładowany kondensator.

Może to być np. śrubokręt lub obcęgi. Zwieramy oba wyprowadzenia kondensatora razem trzymając narzędzie za izolowana rączkę.

Zazwyczaj kondensator nie ma w sobie żadnego ładunku ale lepiej być ostrożnym.

 

Odkręcamy trafo i ostrożnie wyjmujemy z obudowy.

Uzwojenie wtórne to to, które zabezpieczone jest z zewnątrz specjalnym papierem i jest najszersze na rdzeniu.

Musimy pozbyć się uzwojenia wtórnego żeby zastąpić go swoim. W tym celu opieramy transformator na pewnym podłożu, bierzemy piłkę do metalu w dłoń i tniemy od góry do dołu zwracając szczególną uwagę na uzwojenie pierwotne aby go nie uszkodzić, gdy będziemy już dokańczali przecinać wtórne

Uzwojenie musimy odciąć z dwóch stron rdzenia, bo jest wklejone na lakier i ciężko go inaczej usunąć.

Kiedy mamy uzwojenie odcięte musimy je wybić ze szczeliny w rdzeniu.

Robimy to kawałkiem stalowego pręta zakończonego płasko z dwóch stron lub innym podobnym narzędziem uderzając w nie młotkiem.

 

Przy tej operacji pamiętajmy, aby nie zniszczyć uzwojenia pierwotnego, bo inaczej cale trafo będzie nadawało się tylko na śmieci.

Po usunięciu starego uzwojenia wybijamy jeszcze dwa pakiety blaszek znajdujące się miedzy uzwojeniami. Musimy to zrobić, bo inaczej uzwojenie nam się nie zmieści a zgrzewarka nie będzie chciała zgrzewać (te pakiety chyba działają jak boczniki magnetyczne).

Mamy przygotowane trafo, musimy nawinąć nowe uzwojenie.

Długość uzwojenia musimy dobrać tak, aby na rdzeń udało się zmieścić od 3-4 zwojów a końce uzwojeń żeby odstawały od transformatora na długość 50 cm każde, będziemy mieli swobodę ruchów przy zgrzewaniu.

Nawiniecie uzwojenia nie jest rzeczą trudna, ale ostatni 4 zwój wchodzi okropnie ciężko.

 

Elektrody z prętów miedzianych fi 6-8mm ostrzymy w tokarce lub szlifierka kątową na stożek.

Na końcach uzwojenia lutujemy lub zaciskamy końcówki oczkowe a następnie lutujemy do elektrod w ten sposób:

 

Jeśli mamy już wszystko gotowe budujemy sterownik na mikrokontrolerze firmy AVR.

Płytkę pod sterownik możemy wykonać termotransferem lub zlecić jakiejś firmie lub nawet wykonać to na laminacie uniwersalnym.

Pozostało jeszcze nam tylko zbudować z tyrystora BT145-800R i diod prostowniczych 25fr100m 25A 1000V układ załączający trafo.

Diody najlepiej przykręcić do jakiegoś laminatu nie przewodzącego prądu a pod każdą diodę wsadzić radiator z blachy aluminiowej wygiętej w kształt litery U.

Diody łączymy zgodnie ze schematem i podłączamy do transformatora.

Jeśli ktoś chce może pokusić się o chłodzenie całego urządzenia małym wentylatorkiem pochodzącym z komputera.

Ja w pierwszej wersji założyłem chłodzenie, ale okazało się zbędne, bo uzwojenia i diody wcale się prawie nie nagrzewały.

Przygotowujemy obudowę wycinamy otwory pod wyświetlacz i przełączniki i możemy cieszyć się zgrzewarka własnej roboty, która na pewno przyda się w niejednej sytuacji.

 

Koszt całej zgrzewarki nie powinien przekroczyć 150zl jeśli będziemy kupowali nowe części.

Jeśli ktoś chce może wykorzystać części z mikrofalówki i wtedy będzie taniej.

Ja swoja złożyłem za 50zl.

W razie problemów mogę pomoc w budowie, programowaniu procesora lub wykonaniu płytki, jeśli znajdę chwile czasu.

 

Wszystko mozemy umieścic w zgrabnej obudowie:

 

Próba niszcząca zgrzanego akumulatorka. Jak widać zgrzeina jest tak mocna, że blaszka rwie się, a zgrzew nie puszcza.

 

(część zdjęć zapożyczyłem z internetu aby zaprezentować co i jak zrobić, reszta jest mojego autorstwa)

[dukeroger]

super sprawa, przydalo by sie cos takiego w garazu

[pawel4090]

Moje gratulacje, bardzo fajnie wykonany i przystępnie opisany projekt. Sądzę, że nikt nie będzie miał problemów z budową tej zgrzewarki.

[qba]

Jacek, projekt super, proszę tylko o wstawienie zdjęć na serwer forum. 

[Detan]

Dziękuję za dobre słowa. Od dawna mialem zamieścić ten projekt ale jakos sie nie składało.

Mam nadzieje, że wielu osobom pomoże bo jak sam sie przekonałem czesto taka zgrzewarka sie przydaje i nie tylko do pakietów. ;-)

Gdyby ktos potrzebowal zgrzać pakiety to oczywiscie tez chetnie pomogę.

[micro]

Zmobilizowałeś mnie tym wpisem . Już dawno chciałem taką zgrzewarkę zbudować.

Trafo z mikrofali wyrwałem dzisiaj na złomie , więc zaczynam budowę.

 

P.S.

Pamiętasz jaki rozmiar okna jest w tym trafie i ile zwojów się zmieściło? .

[Detan]

Dokladnie to 20mm x 32mm, ale większość traf ma takie same okna, bo napięcie na wtórnym musi byc w granicy 2kV czyli i zwoi praktycznie musza tyle samo zmieścić.

Dokladnie ja nawijałem cztery zwoje. Zamiast linki mozna dać np. plaskownik miedziany w jakiejś izolacji albo inny miedziany profil i od tego do elektrod dopiero linke.

Takie uzwojenie wykonane z jednolitego miedzianego profilu ma wieksza sprawność od linki.

Linka musi miec cienka izolacje zeby zmiescily sie te cztery zwoje.

Ja na poczatku wepchnalem 1,5 zwoja przewodu od spawarki ale napięcie bylo zbyt male i nie chciało zgrzewac.

Musi byc przynajmniej 4 zwoje.

Ja kupywalem linke LGY 25mm2 i taka byla najlepsza bo ma cienka izolacje.

Koszt za metr okolo 9zl na allegro.

[micro]

Dzięki za odpowiedź.

 

To u Ciebie jednak okienko jest nieco większe.

Kupiłem linkę 35mm2. Była niewiele grubsza od 25mm2.

Udało mi się upchnąć 3 zwoje co dało 2,85V.

Mam nadzieję, że to wystarczy.

[Detan]

Miedzy uzwojeniami w oknie transformatora sa wbite dwa pakiety blaszek zawinięte w papier izolujący. Trzeba je usunąć a zwiększy sie przestrzeń na uzwojenie.

[PiotrEryk]

Na uzwojenie wtórne można kupić taśmę nawojową podwójnie emaliowaną, np 3mm na 7mm lub 3mm na 9mm, dla pewności wrzucić jeszcze w termokurczkę. Nawija się tym średnio.

Konstrukcja super, widzę, że daje radę nawet przy większych elementach, dobrze odprowadzających ciepło.

[Detan]

Taka taśma najlepiej by sie nadawała.

Ma wieksza sprawność niż gruba linka ale do zgrzewania pakietów ludzie w intrenecie nawijają kilka skręconych kabli 2,5 mm2.

Zgrzewarka z grubymi przedmiotami tez daje rade.

Ostatnio zgrzewałem tym podkładki o grubości 2mm do śruby M4 i trzymało bardzo dobrze.

[micro]

Blachy oczywiście wyciagnąłem.

Własnie zaprogramowałem nieużywanego od dawna proca 4051 i odpaliłem testowo sterownik.

Z programu wynika, że max. czas nastawy to 1s.

Czy to wystarczy ? . Mam wrażenie, że przydałby się dłuższy czas, ale może się mylę....  .

[Detan]

Zalezy jakiej grubości blachy chcesz zgrzewać?

Ja przy ustawieniu 700ms zgrzewałem podkładki 2mm i wydawało mi sie, że to i tak za dlugi czas.

[micro]

W takim razie pewnie to wystarczy. Nie wiem jakie blaszki czy pręty wpadnie człowiekowi do głowy kiedyś zgrzać i stąd to perspektywiczne podejście .

Nurtuje mnie jeszcze jedno.

Po czasie zgrzewu, np. 100mS , program po 120mS ponownie odczytuje przycisk startu....

Nie wiem, czy ktokolwiek jest tak szybki, aby po 1-szym wyzwoleniu zdążyć zdjąc palec z przycisku (: .

[Detan]

Jak sie czyta kod to tak to wyglada ale dziala zupelnie inaczej.Program dziala tak ze kolejne wyzwalanie nie następuje. Piszczy tylko caly czas buzer ale zgrzewanie sie nie powtarza.

[micro]

To znaczy, że  jest ok. .

Dzięki.

 

Dzisiaj pomęczyłem się trochę z obudową 
(jak jak tego nie lubię ) .

[wojtek-a]

Sorry za off, ale znalazlem watek przez przypadek. Super projekt! Fajny nastepny grat do kolekcji.

 

Sam bym moze kiedys zrobil. Kwestia znalezienia kogos kto by mi zaprogramowal kontroler...

[Detan]

Sorry za off, ale znalazlem watek przez przypadek. Super projekt! Fajny nastepny grat do kolekcji.

 

Sam bym moze kiedys zrobil. Kwestia znalezienia kogos kto by mi zaprogramowal kontroler...

Nie widzę problemu w programowaniu.

Pieniędzy za programowanie nie pobieram.

Wysylasz do mnie uC z koperta zwrotna i znaczkiem ja odsylam zaprogramowany.

[stanlee]

Witam , rozpocząłem budowę zgrzewarki. Mam takie pytanie . Na allegro jest do kupienia płaskownik nawojowy 20 mm2 o przekroju 2,5x8 mm. odwijany z jakiegoś wojskowego transformatora . Czy ten płaskownik by się nadawał? Ma gość jeszcze płaskownik 12 mm2 , czy można byłoby go nawinąć podwójnie? Wtedy byłoby 24mm2 , oraz jaki przekrój muszą mieć kable do elektrod ?Zakupiłem już transformator , a sterownik wykonał mi kolega elektronik.

Myślałem ,też żeby elektrody obsadzić w jednym kawałku tworzywa , wtedy przykładałbym dwie elektrody jednocześnie.

[RomanJ4]

Wtórne można również nawinąć z przewodu spawalniczego np o przekroju 25mm2,

 

 

lub linki LGY 35mm² (grubość 10mm wraz z izolacją)

 

 

przewód ten z trafo wyprowadzasz bezpośrednio do elektrod