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 конденсаторная.

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.