本帖最后由 qzq899 于 2016-8-1 23:28 编辑
用这个方案总成本加邮费是大家可以接受的160-200元。 再次声明此贴是转的同时轻度修改下。2楼才是精华所在，补上不足之处，为了降低成本而生，以后更新也只在2楼。 一、点焊原理 交流点焊机是利用变压器将220V(工业点焊机一般用380V）交流电转换为较低的电压，经电极引线引到点焊焊极，利用电极短路（电极触点与被焊件有很低的接触电阻，姑且称其短路）产生的瞬间大电流烧蚀焊件产生熔核达到焊接目的。点焊时的大电流是点焊的关键，制作点焊机时应以能产生大电流为主线，其次才是广大网友感到麻烦的点焊时间长短的控制。 二、材料准备 １.大功率变压器 我用的是微波炉主变压器，微波炉变压器是按低暂载率下超功率设计的，初级线圈粗，瞬间功率大，很适合做点焊机用。论坛中网友有采用环形变压器改制的，但环形变压器一般是按连续工作设计的，要达到相同的输出功率，变压器体积会比微波炉变压器大许多，做成后的整机体积和重量都比较大。 2.时间控制部分 点焊机点焊时间很短，一般为零点几秒，用手动开关直接控制变压器通电时间是很困难的，也可以说是不可能的，需要控制电路来实现。网上最先出现的DIY点焊机用的是时间继电器加交流接触器，论坛中网友发表的制作实例大部分也是采用这种方案。时间继电器加交流接触器的方案有以下明显缺点：一是接线多、接线复杂，论坛上就有很多咨询接线的留言；二是时间继电器和交流接触器的价格高，导致花费多；三是体积大，不利于小型化；四是噪音大，继电器啪啪的吸合声音很大，夜深人静时更加明显。 鉴于此，我设计制作了一块点焊机时间控制板，用于DIY点焊机效果很好，板子特点如下：一是前后级使用光耦进行隔离，即前级的供电、指示灯、时间调节电位器、脚踏开关等均与市电隔离，安全系数大大提高，特别是脚踏开关与市电隔离后，就可以将脚踏开关引线做成快速插接式的，携带、移动更加方便了；二是电路板尺寸小，宽3.3厘米，长7.7厘米，不占空间，安装固定也容易，容易做到点焊机的小型化；三是采用大电流双向可控硅BTA41，电流富余量大，运行可靠。 3．次级绕线 焊接时次级线要通过成百上千A的电流，这就要求次级线圈电阻要小，软铜线是最好的选择，其截面积根据自己的焊接用途来确定，点焊厚件、大件时电流超千A，次级线截面积应大50平方毫米；点焊锂电池薄镍带时，所需电流稍小，截面积25-35平方毫米即可。次级线优先选用手头现有的线材，因为次级铜线有一斤多重，使用现有线材可以减少再投入，这更符合DIY的精神。使用普通多股软电线去皮并联使用，或者使用漆包线、裸铜线并在一起，使用裸线时需外套绝缘管。 我第一次改制的变压器使用了普通交流弧焊机的焊把线，剥去橡胶外皮，外套黄腊管绝缘。这次我买了35平方毫米的铜编织带，因为不能再截我的电焊机焊把线了，再截就影响使用了。 4．焊接电极 点焊机的焊极要根据焊件来选择，点焊不锈钢、铁皮最好用铬锆铜的，点焊锂电池镍片最好用氧化铝铜的，偶尔使用的话可选用纯铜的。 我使用的是3mm粗的氧化铝铜电极，主要用于点焊锂电池。 5．脚踏开关 使用脚踏开关可以解放出一只手，在点焊接时有时两只手还感到不够用，若使用手动开关则更会感到不方便。 6．副电源 控制板需要有隔离的辅助电源供电，控制板上有桥式整流和7805稳压电路，可以用交流7.5—9V的小变压器，也可以9-12V的直流电源 7．外壳 一个合适的外壳不仅是美观方便的要求，也是安全方面所必须的，因为里面有市电，就必须用壳子把它们装起来。第一个点焊机我用的直流电机调速器塑料壳子，它不美观，为参赛我从淘宝上买了两款围框机箱，一款是XD-1型的，尺寸是90x200x165mm，即高90mm，宽200mm，深165mm；另一款是XD-6型的，尺寸是100x230x185mm，这款内部空间比较大些，可以放进更大些的变压器，或者放进更大些的控制板。事实上旧电脑电源外壳，胶的盒子也行。 三、制作过程 制作过程主要以图片方式展示，有些图片懒得拍了，就直接借用网上的图片。 1.重绕变压器 步骤1.初测变压器：测量初级绕组与铁芯绝缘，电阻应为无穷大→测量初级线圈阻值，正常值２欧姆左右。 步骤2.清理变压器：将微波炉变压器高压绕组（细线的）用钢锯锯开→用冲子或者木条将高压绕组冲掉→拆除灯丝绕组→打掉初级与次级绕组之间那几片小铁芯（磁分流铁芯）→清理残留绝缘纸和绝缘漆。 步骤3.再测变压器：重复步骤1的测试→初级接220v用卡表测初级空载电流，正常值是4A左右。 步骤4.确定次级圈数和长度：用细导线在次级绕线窗内穿绕10圈→测量10圈的电压值→计算每伏匝数，计算4V需要的圈数→用和次级线粗细相似的绳子绕够圈并留有合适的接线长度，再取下测量长度来确定次级铜线长度，我这次用的35平方的铜编织线，宽度是25mm，厚度是3mm，绕4圈的适宜长度是1.2米。 步骤5.重绕次级线圈：绕线窗口贴绝缘纸→截取长度合适的次级铜线→是裸线的话需套套上合适的黄腊管→穿绕→整理线圈 步骤6.变压器重绕后的检测：测量初级与次级、线圈与铁芯的绝缘，电阻应该无穷大→重测初级空载电流（应于之前数值相同）→次级引线直接短接，用钳表卡住次级线圈，初级短时接入220V，测量次级电流，一般应在1000A左右，越大越好→次级引线直接短路，用钳表卡上初级线圈，初级短时接入220V，测量初级电流，一般在15-20A左右。 四、制作心得感悟 1.变压器的选择很关键。 点焊是大电流焊接，焊接时消耗功率也很大，点焊电池薄镍带时的功率就有2KW，这就要求变压器输出功率大才行，用小变压器是难于成功的。综合变压器尺寸、改制成本及改制工作量考虑，建议使用微波炉变压器，用它足以满足日常中的偶尔点焊。 2.选择合适的时间和开关控制方式。 工业用的交流点焊机几乎无一例外的是采用控制可控硅导通角和导通时间来控制点焊电流强度和时间的，好的能精确控制到单个脉冲，网上DIY点焊机的大多采用的是用时间继电器去控制交流接触器的方式，这种方式的缺点太多，不建议使用这种方式，建议采用可控硅方式的。 3.正确认识点焊电流和时间。 点焊时焊点温度很高，会造成焊点附近金属氧化，从而影响焊点强度及材质特性，点焊时间越长氧化越严重，所以合适的焊接方式是大电流下尽可能短的时间，点焊时间一般不超0.5秒。工业点焊机电流输出能力很大，所以要根据不同厚度的焊材选择合适的电流，以防止焊点烧化、飞溅。微波炉变压器改的点焊机电流输出能力一般有限，对有调电流功能的一般应先设在最大电流，摸索最大电流下最短焊接时间；变压器次级线和焊极线较粗的话，次级电流比较大，这时应将电流调在点焊时焊点周围不明显变色为好。部分网友因选用的变压器不合适或者次级线较细导致输出电流较小，点焊困难，就采用延长点焊时间来弥补，我不提倡这样，还是应该从变压器上下功夫。 4.点焊电压与点焊效果的关系。 点焊是大电流下烧熔，是电流影响点焊效果，只要点焊时电流足够大就行，与点焊电压并没有直接关系，但点焊次级回路中的电阻却影响最大点焊电流。点焊回路中的电阻有触点部位接触电阻、点焊电极、焊极引线和次级绕组电阻四部分，如果点焊回路中总电阻较大，要想达到理想的点焊电流就需提高次级电压，但带来回路中损耗增加，表现为起热明显，效率降低；如果回路中电阻较小就次级可以用较低的电压，这样起热就不明显，效率较高，所以大型工业点焊机的次级截面积很大，焊极引线很粗，次级电压比较低，有的只有2V。大部分爱好者在DIY点焊机时次级发现绕4圈（电压略低于4V）时点焊效果不理想，增加一圈提高电压后点焊效果便好了，就误以为次级电压高些好，其实是他的变压器次级线截面积不够或者是焊极引线太细的原因，理想的点焊机是次级能在较低的电压下输出足够的电流，提高次级电压会带来焊极线和次级严重发热的弊病。 我第一个点焊机用的是交流弧焊机焊把线去皮套黄腊管穿绕的，先是绕4圈发现点焊效果不好，后增加一圈效果比原来好多了，使用较细的6平方毫米的焊极引线也能点焊薄镍带及薄不锈钢了，但焊极线起热十分明显，焊几下就会烫手。做第二个点焊机时，用的是32平方毫米铜编织带，费力不小才穿绕4圈，同时焊极线改为10平方毫米的软铜线，点焊效果明显变好，点焊薄镍带电流调在70%左右，时间0.1秒左右就行了。对比原来的焊把线和新买的25平方毫米软铜电缆，发现原来的焊把线截面积只有20平方毫米左右，测量线电阻，发现第一个变压器次级线圈和焊极线的总电阻有10多mΩ，第二个次级线圈加焊极线才2.5mΩ，这样计算，第一个变压器在用细焊极线的情况下，5V电压时最大电流才会400-500A，第二个变压器绕4圈是3.6V，最大电电流理论上可达到上千A的，且其初级还是铝线的。第二个变压器次级绕组电阻是0.55mΩ，主要电阻是焊极引线电阻，如果焊极线改用25或者32平方毫米的，估计电流输出能力还会增强，只不过焊极线粗了，使用时不方便，所以就没有换线测试。 5.对焊接发热要有心理准备。 点焊时的能量很大，焊点处的温度很高，焊极和焊极夹具是铜质的，导热很快，连续点焊焊极部位起热十分明显，甚至烫手，大电流下焊极引线和次级线圈发热也很明显，变压器处于超负荷工作状态，初级线圈和铁芯起热也快，所以单个微波炉变压器做的小点焊机是不能胜任长时间连续点焊的，其中起热最明显的是焊极部位，会热到不能握持迫使你停下。因为是焊极部位会先热到无法使用，所以点焊机内部各部件就不需要再强制散热了；点焊机控制板上的可控硅起热最轻，所以我设计的控制板上的可控硅就没有加散热片。 如果想长时间连续点焊，就必须考虑对发热部件强制散热，焊极部位一般通水散热，焊极引线截面积要大，不大的话也需通水散热，控制板上的可控硅需换用更大电流的模块并可靠散热，主变压器也得散热，当然一个微波炉变压器也不能胜任了，如此下来麻烦不小、成本不低，这也是工业大点焊机价格高的原因。 6.点焊电极对点焊效果影响很大。 电极是焊接回路的一个重要组成部分，它向焊接区传输电流和压力、导散焊件表面及焊接区的部分热量，及将工件定位、夹持于适当位置，其工作端面及邻近区域将承受较大的电流密度、压缩应力和温度梯度，工作条件非常苛刻。电极的选择常常不被爱好者所重视，实践证明，普通材料中紫铜（纯铜）只能勉强使用，黄铜、铝质的没法使用，经常使用的话还是买专用的焊极，点焊不锈钢可以选用铬锆铜，点焊镍片最好选用氧化铝铜，点焊铜件需用钨钼电极。具体选择方法可以百度一下，网上有比较详细的介绍。 7.焊极压力影响点焊效果。 点焊时需给焊极施加合适的压力，减小使焊极顶端与焊件、焊件之间的接触电阻，增大焊接电流，提高焊接效果。压力过小会产生飞溅、烧穿薄焊材，焊点难于形成有效熔核；压力过大会造成焊点处凹陷和加速焊极烧蚀。工业点焊时是使用气动施加压力，压力大小比较好控制，个人便携使用时是手动凭感觉，以点焊时飞溅少、焊点不凹陷为理想状态，需多动手积累经验。
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发表于 2016-8-1 06:02:19
发表于 2016-8-1 08:22:48