www.elektronik.si

[mosqito]

Doma je vse več potreb za varjenje baterijskih paketov. Najprej sem si omislil cenen točkovni "varilnik" s transformatorjem. Teh se najde v 1000 in 1 izvedbi na raznih aliexpressih, ebayih in podobnih virih. Na žalost se je v praksi izkazalo, da tudi tak za več kot 150 EUR ni vreden počenega groša. Če ne drugega, so spoji tako zanič, da je varjenje prej muka kot učinkovito delo. Po nekaj izboljšavah in spremembah na transformatorskem varilniku sem idejo o uporabi takega opustil in začel razmišljat o malo boljši napravi. Nekaj poskusov na mizi je najprej klavrno propadlo, potem sem pa na spletu našel varilnik Kweld, ki je na voljo v kit kompletu. Ker mi ni do odkrivanja tople vode, sem ga naročil.

Ohišje sem sprintal, kit komplet sem sestavil in zbrskal en modelarski baterijski paket. S polnilcem sem izmeril notranjo upornost paketa, ki je bila 32mΩ. To je približno 100x več, kot je notranja upornost FET-ov v KWeldu. Izkazalo se je, da je taka notranja upornost previsoka. Varilnik je bolj "cmaril" kot varil, zarto sem naročil primernejše baterije. Našel sem cenovno ugodne prizmatične LiIon 50Ah z oznako VDA2714897HE. Po dokumentaciji se jih lahko obremeni s stalnim tokom 300A za 30s in imajo notranjo upornost pod 1 mΩ.

Celice sem zložil v paket lastne konstrukcije. Zgornji in spodnji pokrov sta 3D print, ki obenem drži tudi distanco med celicami. Zunanji plašč celic je anoda (+), tako da morajo biti med seboj ločene. Poleg sem nabavil še bakrene povezovalne lističe. Dal sem po dva vzporedno. Celice imajo M6 navoj za spajanje in so res robustno narejene.

Na paketu sem dodal še povezave na interne točke paketa (vezava je 4S), tako da lahko pri polnenju uporabim zunanji balancer. Na baterijski celici ni druge elektronike. Za kontakte sem uporabil puše ODU Lamtac, ki se siucer uporabljajo za izdelavo konektorjev za viskoe tokove. Vse prevezave na strani baterije so izdelane z varilno žico preseka 16mm^2.

Prvi test, pred vgradnjo v ohišje je pokazal, da stvar deluje tako kot mora. Nikljeve lamele debeline 0,3mm zavari kot za šalo. Na varilniku je potrebno nastaviti le energijo, ki jo porabi za tokovni impulz, ostalo opravi avtomatika., Pred prvim varjenjem je potrebno opraviti kalibracijo, kjer varilnik izmeri offsetno napetost ADC pretvornika (napetost odprtih sponk) in notranjo upornost do elektrod (kratkostična upornost). To potem upošteva pri meritvi toka in napetosti za izračun energije impulza. Tak način krmiljenja impulza je neprimerljiv z metodo, kjer se nastavlja samo trajanje impulza. Vari so ponovljivi, vsi enaki in v kvaliteto vara ni za dvomiti.

Z osciloskopom sem izmeril napetost na bateriji med impulzom. Varilni impulz je bil nastavljen na energijo 40J. Po predhodni kalibraciji (ofset odprtih sponk in kratkostična upornost) je impulz trajal 22ms. Napetost na bateriji je padla iz 14,7 na 6V. Če izračunam tok:

40J = 40Ws
40Ws / 0.022s = 1.8kW
1.8kW/6V = 300A

To se tudi ujema z nastavitvijo omejitve toka v varilniku na 300A (v menuju lahko to omejitev nastavljamo do 2kA). Ker so zvari vsi enaki in kvalitetni, sem to omejitev pustil na 300A. Pri kakem debelejšem plehu pa bom poskusil še z višjimi tokovi. Sicer je 0,3mm nikljev trakec že kar debel in marsikateri "trafo" varilnik te debeline ne zmore zavariti. Običajnio tiste igračke varijo 0,1 do 0,15mm.

Prilagam STEP in STL datoteke za ohišje. Datoteke so malo prevelike za na forum, pa je na mojem strežniku. Bo ostalo tam, brez skrbi.

Končan izdelek.

Če je še kakšno vprašanje, pa na dan z besedo.

[Energetik-m]

Nazadnje sem se ukvarjal s točkastim varjenjem pred dobrimi 30 leti. Transformator je bil moči 12 kVA, primar navit za 400V, sekundar pa je imel en ovoj, kar je dalo 4V v prostem teku. Varili smo baker debeline okrog 0,4mm na baker. Spodnja elektroda je bil masivni kos bakra, zgornja pa wolfram s 5% bakra. Časovni potek pa približno takšen, stiskanje 40ms, tok teče 20ms, sledi hlajenje cca 100ms, nato spust in premik za novo točko. Pa 63A varovalke na dovodu.

[mosqito]

Verjamem, da transformatorski varilnik deluje odlično, sploh če je industrijska izvedba. Žal pa obstajajo neki čudno previti transformatorji od mikrovalovk, ki ne delujejo. Morda dela, ampak v nekih idealnih razmerah. Takle elektronsko krmiljen impulznik pa z meritvijo znotraj impulza uspe obvladati različne razmere do te mere, da je na koncu zvar dober tudi ko razmere niso najbolj idealne. Na koncu je pa itak pomembna energija in časovni potek doziranja, da se kovina ustrezno stali.

[lucca brassi]

S kakšno kondenzatorsko banko nisi poizkušal ? Sicer verjamem da je to precej dobra rešitev. Koliko varov uspeš narediti z eno polnitvijo ? lps

[mosqito]

Ultracap-i bi prišli cenovno podobno. Samo je tak pack uporaben še za kaj drugega (camp oprema itd). Bom dal še eno flex sončno celico in MPPT polnilec, pa bo za na plažo.

Zvarov je pa z eno polnitvijo teoretično 50 * 3600 (As) * 12V / 40Ws = 54000
Po nekaj 100 zvarih se seveda nič ne pozna.

[ignis]

[mosqito]

https://www.keenlab.de/index.php/product/kweld-ultracapacitor-module/

[ro-bi]

[lucca brassi]

pri kondenzatorski banki imaš imaš pač vezane kondenzatorje ki jih proži IGBT , za nižje energije bolj ali manj direktno za večje moči pa preko transformatorja kjer pulzu zmanjšaš napetost , povečaš pa tok ( industrijski ) . Prednosti v opisu

https://tjsnow.com/welding-machinery/capacitor-discharge-resistance-welding/

https://ir.lib.uwo.ca/cgi/viewcontent.cgi?article=1129&context=etd

recimo jaz sem varil fin 0,8mm Cu-Cu v rangu 24ms + 50ms ( gretje + varjenje ) da ne pride do razpokanja Cu pri krivljenju energija s nekje 2-3 kA DC

https://electronics.stackexchange.com/questions/467723/supercapacitor-spot-welder-which-capacitors-to-use