El bodového svařování baterií

Lithium-iontové baterie jsou široce používány v počítačích a domácích spotřebičích. Často je nutné sestavit napájecí jednotku, jejíž výkon závisí na kvalitě kontaktů. Tovární bloky používají bodové svařování, ale zařízení k tomu je pro domácí použití příliš velkým luxusem. Pomoci může bodové svařování baterií, které provedete sami. Je snadné ho vyrobit v domácí dílně pouze za použití běžného nářadí.

Jak přivařit kontakt k baterii

Ke spolehlivému spojení deskového kontaktu s baterií se nejčastěji používá kondenzátorové svařování.

Nevyžaduje příliš mnoho energie, ale zvláštností bodového svařování je, že zahrnuje průchod krátkého pulzu vysoce výkonného svařovacího proudu. Pro baterie stačí 400-800 A To je docela silný proud, který vyžaduje uctivé zacházení. Puls trvá pouze 35-100 milisekund, na seřízení závisí spolehlivost svaru a celistvost kontaktu. Pokud puls trvá příliš dlouho, deska se jednoduše spálí a síla spojení bude minimální. Pomocí vlastní kondenzátorové svářečky můžete svařovat kovy až do tloušťky 0,2 mm. Praxe ukazuje, že to je pro instalaci baterií zcela dostačující.

Bodové svařování baterií se provádí pomocí niklových desek standardní velikosti, zde nejsou potřeba příliš velká a výkonná zařízení. Nezasvěcený si nevyhnutelně položí otázku: proč nelze desku jednoduše připájet běžnou páječkou? Jde o to, že to můžete pájet, ale Li-ion prvky jsou velmi citlivé na přehřátí, zejména kladný pól. Ale i bez pájení a svařování nelze baterie přehřát – maximální přípustná provozní teplota by neměla překročit +50 0C. a při bodovém svařování mají pouze místa kontaktu desky s tělem čas na zahřátí, což zajišťuje roztavení kovu, ale bez tepelného dopadu na vnitřní objem prvku.

Existují dva typy bodového svařování: nárazové a transformátorové. První z nich funguje na principu přímého připojení svařovacích kontaktů ke kondenzátoru. Nabíjí se z diodového usměrňovače. Obvod funguje poměrně efektivně a takové zařízení pro rychlé bodové svařování baterií je oblíbené mezi amatérskými konstruktéry, kteří vyvinuli řadu jednoduchých, ale fungujících obvodů. Druhý typ zahrnuje použití speciálního typu transformátoru, který přeměňuje běžný síťový proud na speciální svařovací proud, o výkonu až 1000 A a napětí 2-3 V. Řemeslníci vyrábějí taková zařízení z transformátorů mikrovlnné trouby. Na internetu není těžké najít schémata takových zařízení.

Bodové svařování pro baterie lze provést i z běžné autobaterie. Jedná se o nejjednodušší bodový svařovací stroj, u kterého není doba trvání pulzu regulována a musí být zvolena experimentálně. Nejlépe je to udělat na použitých bateriích nebo lithium-iontových či nikl-kadmiových článcích, které dosloužily. Cvičit na nových je nebezpečné – při příliš dlouhém působení proudu a přehřátí můžete baterii poškodit.

Jak sestavit transformátorový svařovací stroj na baterie

Jak bateriová svářečka funguje se můžete podívat na videu:

Jeho složitost spočívá v mikrokontroléru, který mohou sestavit pouze lidé, kteří dobře rozumí radiotechnice. Faktem ale je, že nejčastěji potřebují bodový svařovací stroj na baterie. Proto by neměly být žádné zvláštní potíže s převíjením transformátoru nebo připojením mikrokontroléru. Transformátor z mikrovlnné trouby o výkonu 1-1,2 kW podléhá úpravě – jsou odstraněny magnetické bočníky a sekundární vinutí. Poté se další navine z drátu o průřezu 35 mm2 ve standardní pryžové nebo domácí vícevrstvé izolaci. Průměr takového drátu je 12 mm.

Jsou potřeba pouze 2-3 otáčky. V klidovém režimu je napětí na transformátoru 1,8-2 V, proud není větší než 1,9 A. Ovládání lze provést tak, jak je ukázáno na videu, nebo použít jiný typ mikrokontroléru, který umožňuje nastavit délku pulzu v rozsahu od 30 do 100-150 ms. Zařízení se zapíná tlačítkem nebo pohodlněji pedálem. Můžete si přizpůsobit pedál ze šicího stroje nebo zubařského křesla. Ani svařování kondenzátorů není nijak zvlášť složité.

Jeho základní schéma je jednoduché a přehledné, způsoby realizace se však liší šířkou přístupů k výběru komponentů, ale výsledek je přibližně stejný – niklové plechy jsou svařeny pevně a spolehlivě, bez přehřívání prvků. Domácí zařízení pro bodové svařovací baterie se vyznačuje poměrně vysokým stupněm všestrannosti.

Schéma svařování kondenzátoru:

Elektrody

Neméně důležitou součástí bodového svářecího stroje jsou elektrody. Velmi často jejich roli hrají hroty běžných páječek, které jsou nabroušené na pravidelný nebo excentrický kužel. Pokud takové části neexistují, použije se běžný měděný drát o průměru 2-5 mm. Při instalaci elektrod je důležité, aby byly bezpečně připájeny k vodičům vedoucím proud nebo zajištěny v objímce – uvolněný kontakt vede ke snížení proudové síly a přehřátí připojovacích oblastí. Průměr drátu nemůže být menší než tloušťka elektrody – proudová síla je velmi vysoká a jeho ztráta ohřevem mimo pracovní zónu elektrod je nežádoucí.

Elektrody jsou přitlačovány k desce ručně nebo pomocí speciálního upínacího zařízení na pákové konzole. Druhá možnost je výhodnější – můžete nastavit pevnou vzdálenost mezi kontaktními body (obvykle 5-6 mm) a mít možnost přesně nastavit dobu trvání pulzu. Upínací zařízení musí mít schopnost měnit vzdálenost mezi elektrodami tak, aby mohlo pracovat s díly různých velikostí. Výběr typu svařování pro baterie závisí na dostupnosti dílů pro jeho montáž, četnosti použití a kvalifikaci velitele. Je však třeba vzít v úvahu, že jednoduchost schématu a efektivita aplikace, kterou lze vidět na videích, jsou zřejmé. Jako většina svařovacích strojů vyžadují tyto jednotky přesnost ve výpočtech a instalaci, experimentálním testování a seřizování.

Pokud při prvním pokusu pevnost spoje příliš nevyhovuje nebo se kov propálí, nenechte se odradit, jedná se pouze o lokální poruchu. Zkušenosti amatérských designérů naznačují, že je docela možné provést bodové svařování vlastníma rukama pro baterie nebo jiná malá spojení, která je obtížné nebo nemožné sestavit pomocí šroubů nebo pájení. Vše, co potřebujete, je trpělivost a určité dovednosti a znalosti v elektrotechnice a elektronice.