Ajattelin kyhätä tilapäisen pistehitsin akkukennojen kytkentänauhojen hitsaamiseen. Elekrolyyttikonkilla aioin toteuttaa energialähteen.
Konkkien ja jännitteen mitoittamiseksi pitäisi tietää paljonko vaatii energiaa jouleina tuollainen tyypillinen kahden pisteen hitsausmenetelmä?
Netistä kyllä löytyy videoita, mutta niissä on paljon hajontaa ja hyvinkin alkeellisia menetelmiä. Varmaan jollain on omakohtaista kokemusta aiheesta.
Pari verkkomuuntajaa olisi valmiina ehdolla latausvirtalähteeksi, 12V ja 24V. Niistä saisi tyhjäkäyntijännitteen tasasuunnattuna 21V ja 38V. Paljonkohan pitäisi olla konkissa kapasitanssia?

 

Vähähiiliselle teräkselle 9,7J / mm³. Eli olisiko nauhan paksuus kertaa kaksi ja paljonko sitten on pisteen pinta-ala.

 

Mitä noista youtube videoiden vehkeiden konkista ja jännitteistä olen laskenut, on se ollut välillä 2 - 20 J. Tietenkin johtojen paksuudesta riippuu paljonko konkkien energiasta saadaan hitsikohtaan. Yleisin menetelmä näyttää olevan jännitteisenä lennosta hitsaus, mutta ajattelin laittaa kytkimen, että voi rauhassa asetella kärkiä. Kestäisikö kytkimenä joku solenoidikytkin vai olisiko tyristori tai fetti parempi?

 

Iso tyristori helpoin, energiantarve jotain 10-50 joulea.
21 volttia on jo ylärajoilla jännitteenä, rupee herkästi pärskimään kipinöitä jos käyttää ihan älyttömiä virtapiikkejä.

 

21 volttia ja 30 joulea oli aikalailla minimi omassa testailussa 0,10mm nikkeliliuskalle, 25v ja 40 joulea 0,13mm nikkelille

 

Vaikka virta on hetkellinen, taitaa tarvita aika ison ja kalliin tyristorin? Jossain näin pistehisin kytkennän tyristorilla, oli sarjassa vielä kuristin ja ohjauskin pulssimuuntajan kautta. Tarvinneeko tosiaan olla noin monimutkainen kytkentä.

 

6.5kA mittasin omasta kytkennästä, kytkimenä parikymmentä mosfettiä rinnan. (ei helppo eikä ensimmäisenä suositeltava tapa)

Tyristori saa olla aika iso juu, 300-500A pulttityristoreissa alkaa olla 5000A luokkaa luvatut maksimivirrat pulsseissa.
Esimerikkinä nyt vaikka 160A pulttityristori jolle luvataan Ifsm 10ms = 4300A

https://docs-emea.rs-online.com/webdocs/0daa/0900766b80daac67.pdf

 

Voi tuntua monimutkaiselta kunnes tutustuu asiaan. Kun mennään lähelle isojen tyristorien maksimivirtoja niin sytytys onkin jotain muuta kuin vaan että annetaan vähän sähköä hilaan. Olennaista on, että johtavuustilaan vievä sähkövaraus saadaan etenemään puolijohteessa riittävän nopeasti jottei virran ahto osittain johtavan liitoksen läpi polta johtokanavaa karrelle ennen kuin koko kanava alkaa johtamaan.
Tämän varmistaminen saattaa edellyttää huomattavia jännitteitä ja energioita jotta saadaan riittävä syöksyvirta etenemään hilan läpi nopeasti yli koko liitosrajapinnan.

 

Näyttäisi tuon videon max konkkaenergia olevan E=1/2 C V^2 = 3,96 Ws ( J) 8,8 mF konkalla ja 30 V jännitteellä.
Toinen asia on , kuinka paljon siitä saadaan hitsauskohteeseen.
Konkkien ESR:n ollessa esim. 20 mohm /4 = 5 mohm ,olisi oikosulkuvirta max 30V/5m ohm = 6kA, mutta taitaa jäädä johtimiinkin häviöitä. Kuinkahan konkat kestää näitä oikosulkuvirtoja, kun 40 kW lyhytaikaisella(50us) teholla lämmitetään komponenttia.

Joskus kokeilin vanhalla 12V akulla, mutta aika räiskimistä huonoin tuloksin se oli.

 

Projekti edennyt sen verran että kasassa on muuntajan lisäksi 10 kpl 10 000 uF/25 V elkoja, á 1,90 € ja tuommoinen kananmunan kokoinen solenoidirele 3,45 €. Tuon starttimoottorin solenoidireleen kestävvyys on täysi arvoitus. Hitsautuuko koskettimet yhteen jo ensikokeilussa

 

Vahva veikkaus olisi että jos solenoidi on satojen/tuhannen ämpärien vehje, niin ei hitsaudu, koska virta laskee nopeasti jänön funktiona, ja konkathan purkautuvat sisävastuksensa ja johdin- yms. resistanssien mukaisesti varsin pikaiseen kohtalaisen "pieneen" virtaan. Hyvin nopeasti jäljellä oleva virta on vain se konkkia lataavan piirin virta.

Edellyttäen, että johdinresistanssi ja releen ylimenovastus on varsin pieni.

Mutta mikäs se sinun solenoidireleesi sitten oikein on miehiään (eiku siis henkilöitään, sorry...)... oleellista on se että se on tarkoitettu oikeasti suurelle virralle eli sillä on pieni sisäinen vastus. Esim. startin rele lienee ihan perus-ok sinänsä, mutta mitä isomman virran rele sen parempi.

 

Tässäpä paljon hirveää nipotusta siitä, miten elektrolyyttikondensaattoreita EI (muka) saa käyttää:
http://www.chemi-con.co.jp/e/catalog/pdf/al-e/al-sepa-e/001-guide/al-precaution-e-2018.pdf
mm.

7) Charging and discharging
Do not use capacitors in circuits intended for rapid charge and
discharge cycle operations.
If capacitors are used in the circuits that repeat a charge and
discharge with a large voltage drop or a rapid charge and dis-
charge at a short interval cycle, capacitance will decrease and/
or the capacitors will be damaged by internal heat generation.
Consult us for a heavy charge and discharge type of capacitor
so that the capacitor will be designed...
​

...mutta eipä hätää, osaava konkkavalmistaja kyllä tekee juuri sinulle sopivat konkat kun vain otat yhteyttä sinne.

No, tuskinpa konkkavalmistaja aivan turhasta nipottaa, joten onko jotain erityistä mitä pitäisi huomioida, kun käyttötarkoituksena on elkojen nopea purkaminen?
Jostain muistan kuulleeni, että esim. napaisuuden vaihtuminen olisi yleisesti ottaen myrkkyä (mille tahansa) kondensaattoreille pulssikäytössä. Purkupiirissä on varmasti induktanssia, joka pyrkii pulssin lopuksi lataamaan konkat miinusjännitteeseen. Tämä pitäisi jotenkin estää?

 

Diodi konkan rinnalle.

Tottakai kondensaattorivalmistaja kertoo tilanteista, jotka saavat heidän tuotteensa vanhenemaan ennenaikaisesti. Se on sitten toinen juttu että onko sillä harrastusrakennetussa pistehitsauskäytössä merkitystä, vaikka kondensaattori ei kestäisikään täysissä spekseissään esim. luvattua 3000 tuntia. Kaupalliseen tuotteeseen kannattaa ehkä valikoida oikeasti suurille purkuvirroille suunnitellut.

 

Nyt on pistehitsi sitten kasattu. Ihan hyvin sillä tuommoinen nauhanpätkä tarttui pihtien kylkeen, ei lähtenyt muuten kuin repeytymällä irti. Eikä releenkään koskettimet hitsautuneet toisiinsa kiinni
http://aijaa.com/d30DaV
http://aijaa.com/VqpzVg
http://aijaa.com/XLli1D

 

Hieno! Voitko piirtää tuosta kaavion tai kerro mitä kaikkea tuossa on?

 

No jos tuosta verkkomuuntajasta aloittaa, se on vanha jouluvalojen muuntaja 12 VAC 12 W 1 A, tyhjäkäynti jännite on 15 V paikkeilla joten tasasuunnattu jännite on reilut 20 VDC elkoilla. Muuntajan jälkeen on johdossa siltatasasuuntaus 4 kpl 1N4007. Tasajännite menee konkkapatterille (10 kpl 10 000 uF/25 V) 47 ohmin 5 W virranrajoitusvastuksen kautta (pienempikin tehonkesto riittäisi). Tämän vastuksen yli on kytketty latautumisilmaisimeksi punainen ledi varustettuna 470 ohmin sarjavastuksella. Elektrolyyttikonkat ovat juotettu navoistaan paketiksi kuvassa näkyviin kupari levyyn ja kiskoihin. Ulommaiseen kiskoon on pultattu solenoidirele joka on tilattu Ebayn kautta Kiinasta, on joku moottoripyörän solenoidi. Hitsauskärjet on muotoiltu 6 mm2 kuparipuikosta, ja siitä ruuviliittimeltä lähtee taipuisat johtimet (MKEM 6 mm2), releelle ja konkkapatterin toiseen napaan kuvan mukaisesti. Solenoidirelettä ohjataan painikkeella, joka kytkee kuvassa näkyvän sinisen elkon 2200 uF 25 V varauksen releen kelalle (12 V). Tämä elko latautuu 680 ohmin 1 W vastuksen kautta samasta jännitteestä kuin pääkonkatkin. Solenoidireleen vetoaika on n. 1 sekunti jossa ajassa pääkonkat ehtivät tyhjentää energiansa hitsauskohtaan jos kärkien kontakti hitsauskohtaan on hyvä.

 

En ole kokeillut mutta kuparinauloista vois muuten olettaa saavansa ihan ok pistehitsauselektrodit.

 

Varmaan kuparinaulatkin ovat riittävän hyvää kuparia, kärjetkin ovat valmiiksi työstettyinä. Minun "kuparipuikko" on MCMK 6 mm2 kaapelin johdinta.

 

Kaapelikuparit ovat yleensä aika pehmeitä, siksi noita kuparinauloja ehdotin.
"Oikea" materiaalihan tuohon on kai wolfram-kupari seos, mutta hinta/saatavuus on sitten viittä pykälää huonompi kuin MCMK kaapelilla. Mulla on kans jotain kiinalaisten myymiä pistehitsauselektrodeja mutta ei ole oikein vertailukohtaa että ovatko ne hyviä vai huonoja.

 

https://www.ebay.com/itm/4-Pin-12V-...060778&hash=item3aea5945fe:g:a3YAAOSwpINZZI3S

Tuollainen rele olisi ollut parempi valinta pistehitsiin, harmi ettet tätä silloin löytänyt...

 

Onko kukaan yrittänyt tehdä tällaista valmiista mig-hitsauskoneesta? Sähköpyörän akku pitäisi kasata ja hitauskone löytyisi valmiina. Eli hitsauskaapelille menevältä kaapelilta jos ottaisi virrat ja liipaisu sopivalla ajastimella, tai jopa ihan alkup. liipaisimesta sormella napauttamalla. Miinuskaapelihan koneesta tulee jo suoraan pihalle ja maksimivirta on 140 ampeerin luokkaa.

E: tarkemmin ajateltuna lankasuuttimen tilalle voisi suoraan ruuvata jonkin kuparinaulan elektrodiksi ja toinen samanlainen maakaapeliin.