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Eigenbau Punktschweißgerät für Akku - Verbinder

Hallo zusammen

In den letzten Wochen und Monaten habe ich ein Punktschweißgerät für Akku – Verbinder gebaut und möchte es hier kurz vorstellen:

Techn. Daten:
Dualpuls - Punktschweißgerät mit Kondensatorentladung (1 Farad und 4 Farad)
Energie: 0-500Ws (Joule)
Puls 1: 0-15V, 1 Farad (2x 0,5F/15V parallel) 0-100Ws
Puls 2: 0-15V, 4 Farad (8x 0,5F/15V parallel) 0-400Ws
Verzögerung Puls 2: 0-200ms
Elektroden: reines Kupfer 10mm
Akku-Verbinder: 0,25mm, 0,5mm Nickel 201
Materialkosten ca. € 250.-
(die 0,5F Elkos sind z.B. von Neuhold (in D Pollin), zu a’ € 7,95)


Die beiden Kondensator – Bänke werden (mit Poti einstellbar) über Widerstände bis zu einer gewünschten Spannung von 0-15V aufgeladen. Mit einem weiteren Poti wird die Verzögerung von Puls 1 zu Puls 2 eingestellt. Der 1. Puls wird auf einen Wert eingestellt, dass gerade keine Schweißverbindung entsteht. Dieser dient dazu, dass Verunreinigungen an der Schweißstelle beseitigt werden. Der 2. Puls wird ca. 4-5 mal stärker eingestellt. Dieser stellt dann die eigentlichen Schweißpunkte her.
Die Entladung der Kondensator - Bänke wird mittels 2 Thyristoren (I TSM 6000- 7000A) realisiert.
Ausgelöst wird die Entladung mit einem Fußtaster.

Für die Steuerelektronik habe ich eine Printplatte entworfen. Die Software für den verwendeten PIC 18F4520 hat ein Freund geschrieben.
Bei Bedarf kann ich in nächster Zeit noch eine genauere Beschreibung für ev. Nachbau erstellen.

Hier noch ein paar Bilder dazu:

Gruß
Alfred
 

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HFK

User
Was mich wundert, das bei dem sehr schön gebauten Gerät der Strom nicht einfach im Zellenverbinder von Punkt zu Punkt saust.

Ich habe gelernt, es müssen beide zu verbindende Teile an die Anschlüsse - sprich also einmal der Becher und zum 2. der Pol. Und wie macht man das beim Pol? Auf dem Bild kann man es nicht erkennen.

Oder wird durch die punktuelle Erwärmung der jeweiligen Kontaktstelle auch das darunterliegende Material so heiß, das es eine Verschweißung ergibt? :confused:

Ein Kollege hat von einem sehr dicken Trafo die Wicklung entfernt und durch nur wenige dicke ersetzt. So hat er um die 3-4V aber Strom reichlich. Er muss aber den Gegenpart ähnlich wie beim Elektroschweißen fest verbinden und die Elektrode wird dann auf das zu verbindende Teil gedrückt.
 
Hier ein paar Bilder zum Punktschweißen einer AA-Batterie.
Die beiden spitzen Kupferelektroden werden auf den Nickelverbinder und die darunter liegende Batterie gedrückt.
Der Strom fließt natürlich nicht nur durch das Nickelblättchen, die Batterie und wieder zurück, sondern auch auf direktem Weg durch das Nickelblättchen.
Es reicht aber aus, um eine brauchbare Verbindung herzustellen.

Noch besser geht es mit Nickelblättchen, welche einen Einschnitt haben.
Hier fließt zwangsweise der meiste Strom über die gewünschte Schweißstelle.
(siehe Bild 4)

Diese Schweißpunkte wurden mit einer Spannungseinstellung von gut 8V (das entspricht ca. 150Ws) hergestellt.

Gruß
Alfred
 

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Hallo Alfred!

Das ist ja hochinterresant!
Die Ergebnisse sehen ja wirklich überzeugend aus!
Nachdem ich neulich beim Löten von Al-Fahnen an großen LiPo-Zellen fast einen Ko..krampf bekommen habe, sehe ich mich derzeit auch nach einem Punktschweißgerät um.
Da ich, beruflich bedingt, schon weiß, wo das heiße Ende vom Lötkolben ist ;-) , wäre ich verstärkt an einer Baubeschreibung interessiert!

Ich würde mich freuen - wenn es nicht zuviel Mühe macht...

Viele Grüße,
Falk
 
Hallo Falk,

ich bin gerade dabei eine Bauanleitung zu erstellen, wird aber noch ein bisschen dauern.
Ich könnte bei Bedarf auch Layout bzw. geätzte Printplatte sowie das Hexfile für den PIC, bzw. einen fertig programmierten PIC zur Verfügung stellen.

Weitere Hauptkomponenten für das Gerät sind:
-2 Thyristoren der 250A - Klasse wie z.B. SKT250 (6000A-7000A I TSM)
-2 große Elkos 1F und 4F bzw. besser mehrere parallelgeschaltete (kleinerer Innenwiderstand)
Wie oben schon erwähnt verwende ich insgesamt 10Stk. 0.5F/15V Elkos.
Die Elektroden habe ich aus Kupfer Rundstangen hergestellt. Zuleitungen mit 35² Kabel.

Die meisten Infos über Eigenbau - Punktschweißer habe ich aus diesem amerikanischen Forum:

http://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=2&t=2633&hilit=100%24+welder&sid=e1dcf3b145f894cd3ac792927b92c512

Gruß
Alfred
 
Hi,

ja, bei den Stömen ist alles etwas größer!
Die 0,5F Kondensatoren gibt es auch bei uns bei Pollin, aber den Thyristor habe ich bisher nur bei Farnell für 168€ :-O gefunden!
Hast Du vorab evtl schon mal den Schaltplan?

Viele Grüße,
Falk
 
Hi,

den STK250 hatte ich gerade herumliegen...
(den hatte ich mal in einem Pushgerät für NiCd und NiMh - Akkus im Einsatz)
Für den 1-Farad Elko habe ich habe ich den Thyristor ST230 im Einsatz.
Der müsste es es eigentlich auch für die 4-Farad Stufe tun.
Den gibt's z.b. bei Conrad um ca. € 60.- oder noch günstiger bei RS- Components. Manchmal kann man solche oder ähnliche Thyristoren auch bei Ebay günstig ergattern, die Stromangabe I TSM sollte so um 6000A sein.

Den Schaltplan habe ich zurzeit nur in einer unleserlichen Handskizze :rolleyes:

Ich hänge hier mal ein Bild vom Bestückungsplan dran und hoffe, dass man ein bisschen was erkennen kann.

Gruß
Alfred
 

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Hi Alfred,

der Bestückungsplan ist ja fast selbsterklärend.

Für I TSM mit 6kA wird die Luft schon verhältnismäßig dünn.
Hast Du mal messen können, welche Ströme tatsächlich fließen?
Hast Du ein Datenblatt zu den Kondensatoren ?

Viele Grüße,
Falk
 
Hallo Alfred,

Dein Schweißgerät sieht ja super aus! Auch die Schweißpunkte scheinen bei Dir gut zu sein.

Mich würde interessieren:

1. Wieso gibt es zwei Zeiteinstellungen? An sich brauchst Du doch nur die Zeit zwischen 1. und 2. Puls. Wobei die auch unkritisch ist, da ja beide Kond.-Bänke bereits geladen sind. Wenn man nur 1 Kond. Bank hat, aber Doppelpuls machen will, lädt man zwischen 1 . und 2. Puls nach. Je nach Ladeteil passt man dann die Zeit an.

2. Mit was (Material und Querschnitt) hast Du die Kondensatoren parallelgeschaltet?

3. Wo gibt es die Zellenableiter? Kosten?

4. Bleiben bei Dir auch die Elektroden an den Ableiter kleben? (Sieht zum Teil auf den Bildern so aus).

Gruß Gerhard
 
Hallo Falk und Gerhard

Falk:
Hast Du mal messen können, welche Ströme tatsächlich fließen?
Hast Du ein Datenblatt zu den Kondensatoren ?
Im amerik. Forum hat jemand geschrieben, dass er seinen Thyristor mit 4000A I TSM beim Schweißen geschossen hat!
Man kann leider jetzt nicht die genaue Ursache feststellen, es kann auch eine zu langsame Gate - Ansteuerung Schuld gewesen sein.
Wenn man im U - Bereich so um die 10V bleibt, dann werden schätzungsweise so um die 3000A fließen.
Für die Gate - Ansteuerung verwende ich übrigens einen TC4427 Mosfet - Treiber.

Datenblatt zu den Kondensatoren habe ich leider nicht, es steht aber irgendwo, dass sie so ca. 13 Milliohm haben!??
8 parallel ergeben also 1.6 Milliohm. Wenn man im Idealfall von einem Gesamtwiderstand von 3 Milliohm ausgeht, dann kommt man bei 15V auf 5000A :eek:
Der Wert 0.5 Farad ist echt, das kann man sehr gut nachmessen. Bei der Kapazitätsangabe wird nämlich bei Elkos für Car-Hifi sehr oft übertrieben!

Gerhard schrieb:
1. Wieso gibt es zwei Zeiteinstellungen? An sich brauchst Du doch nur die Zeit zwischen 1. und 2. Puls. Wobei die auch unkritisch ist, da ja beide Kond.-Bänke bereits geladen sind. Wenn man nur 1 Kond. Bank hat, aber Doppelpuls machen will, lädt man zwischen 1 . und 2. Puls nach. Je nach Ladeteil passt man dann die Zeit an.
Für die 1. Zeiteinstellung habe ich nur ein Poti auf der Printplatte ausgeführt.
Man könnte hier z.B. 500ms einstellen, dann könnte man sich nach Betätigen des Fußtasters noch genauer auf das Schweißen konzentrieren.. ;)
Ich habs aber momentan auf 0 gestellt.

2. Mit was (Material und Querschnitt) hast Du die Kondensatoren parallelgeschaltet?
mit Aluschienen vom Baumarkt 3mm x 40mm, also 120²

3. Wo gibt es die Zellenableiter? Kosten?
fertige Verbinder gibt's z.B. bei:
http://www.der-schweighofer.at/artikel/56420/modellsport?query=akkuverbinder

Nickelband - Spulen sind sehr schwierig aufzutreiben, bin für jeden Tipp dankbar!

4. Bleiben bei Dir auch die Elektroden an den Ableiter kleben? (Sieht zum Teil auf den Bildern so aus).
Manchmal ein bisschen, wenn man nicht genug Druck auf die Schweißstelle ausübt. Die Kupferelektroden sind aber schnell wieder spitz gefeilt ;)


Gruß
Alfred
 
Hallo Akkufritze,

ich suche etwas in der Art:

Nickel Strip.jpg

Dicke sollte 0.25mm - 0.5mm sein

Quellen dafür habe ich bis jetzt nur in den USA gefunden :(

Gruß
Alfred
 
Hallo Alfred,

google doch einmal nach "Hiluminband", so heißt das Nickelband, welches Du suchst.

Gruß
Gerhard
 
Hallo Leute,

da ich nun schon einige Anfragen bezüglich Nachbau - Anleitung für das Punktschweißgerät bekommen habe, habe ich diese nun endlich fertig gestellt (12 Seiten A4 mit vielen Abbildungen).

Interessenten bitte PN mit Emailadresse.

..habe leider keine Webside zum reinstellen :(

Gruß
Alfred
 
hab auch was gebaut

hab auch was gebaut

Hi,

Da ich ich immer wieder Akkupacks brauche und über deren Preise aufrege, war der Wunsch schon lange da dies selber zu bewerkstelligen.
Mit den 2200er AA-Zellen vom bösen König macht ich sehr gute Erfahrungen, jedoch gingen einige Zellen beim Löten futsch. Das Überdruckventil verträgt sich nicht so mit meinen Lötkünsten.

Also bin ich auf die Suche einer Eigenbau Punktschweissmaschine und über diesen Thread gestossen.

Alfred angeschrieben und kurz darauf gleich eine Antwort erhalten. Okay, gleich Prozessor und Platine geordert...es konnte also los gehen.

Grösstes Problem waren die Kondis. Wie schon hier erwähnt, sind die bei Pollin nicht mehr lieferbar. 0,5er vom Autohifi waren mir zu veraltet, dann ging ich auf 1 Farat Kübel.
Nach langem Suchen und Durchforsten div. Tests und Meinungen habe ich mich für einen Typ von Deitz entschieden. Gibt der Hersteller schon "NUR" eine Streuung von +-30% an. Andere Billigdinger bis zu 60% und mehr....Da könnte ein 1 Farat-er nur 0.4 Farat haben. Suuuper.

Diverse Händler kontaktiert um einen gescheiten Preis auszuhandeln. Denke kaum er verkauft täglich 5 Stück auf einmal :-)

In der Zwischenzeit (und bis heute noch Ärger) bei RS-Components die Tyhristoren und den Dispay bestellt. Restliche Teile bei Conrad. Falls jemand den Warenkorb Auszug möchte, kann ich diesen gerne zumailen.

Na dann kann es losgehen...ich als gelernter Schlosser und NULL Ausbildung was Elektronik angeht :-) Mal kurz die Kabel der Potis vertauscht und abgeraucht. Egal, 2 Euros je Stück..war noch zu verkraften. Alfred hatte glücklicherweise viel Gedult mit mir und wusste gleich was ich vermurkst habe.

Nach 2 Monaten löten, feilen und werkeln war gestern Abend der anstrengenste Akt. Musste ich doch mal wieder die blöde Kiste so klein wie möglich machen. Das Aufsetzen der Haube kostete mich mindestens 2 Liter Schweiss.

Aber sie funktioniert sehr schön und auch das 25 Euro Netzteil hat genug Power, um die Elkos auf 14,9V zu bringen.

Schon beim Versuchsaufbau zeigte sich, wie viel Power in dem Ding steckt. Dünnbleche direkt an die Zelle dran und Power. Coool.

Jetzt noch einen gescheiten Fuss-Schalter oder als Option Taster an der Hand und meine Turbinen-Brennkammern werden endlich verschweisst.


Nochmal besten Dank an Alfred, der mir immer mit gutem Rat zur Seite gestanden hat.

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Netten Gruss

Roman
 
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