Spot welder - will immer noch nicht

[Torpert]

Meine Versuche, einen Punktschweißapparat für die 18650er zu bauen, stapeln sich langsam

Der erste Versuch war mit einem 2.7V Hypercap. Das hat ziemlich überhaupt nicht funktioniert, damit konnte ich nur allerdünnste Alufolie schweißen.

Der zweite Versuch war die Kombination Autobatterie + Schütz:

Das Teil hat Bums. Zuviel Bums, das schmilzt alles gnadenlos weg. die Bleche und die Elektroden. Außerdem habt ihr mir von der Kombination mit dem Schütz sowieso abgeraten (https://www.fingers-welt.de/phpBB/viewt ... 00#p310921)

Der dritte Versuch ist gerade in Arbeit: Einen Mikrowellentrafo konnte ich hier im Dorf auftreiben (dass der örtliche Wertstoffhof geschlossen ist, hat auch sein Gutes)
In diesem Versuchsaufbau sah noch alles gut aus:

Ich habe 1.8V gemessen und eine Testschweißung hat auch funktioniert.

Dann habe ich dem Teil ein Gehirn verpasst und alles in ein Gehäuse verfrachtet:

Da drin ist ein atmega8, der ein SSR für eine definierte Zeit schaltet. Ich will ja konsistente Ergebnisse erhalten und dachte "mach es gleich richtig".

Jetzt will das Teil nicht mehr brutzeln. Ich messe nur noch 70 mV, wenn es schaltet. Wer hat eine Idee, was ich falsch mache?

[sukram]

Macht das Gehäuse evtl einen Magnetischen Kurzschluss über den Trafo?

[Anse]

Da drin ist ein atmega8, der ein SSR für eine definierte Zeit schaltet. Ich will ja konsistente Ergebnisse erhalten und dachte "mach es gleich richtig".

SSR für so kleine Spannungen und so hohe Ströme?
Da muss ein Mosfet Schalter rein mit externer Gate Ansteuerung.

[Finger]

Schaltet dein SSR primär oder sekundär? Und kann das induktive Lasten? Schaltet es überhaupt ein? Kontrollleuchte dran? Also primär? Und wieviel Strom hast du primär? Hat das mit dem SSR schonmal funktioniert?

[Torpert]

Das SSR sitzt primär und es schaltet auch ein (Kontrollleuchte ist dran und geht an).

Wie finde ich raus, ob es für induktive Lasten geeignet ist?

Strom messe ich noch. Das SSR habe ich erst im fertigen Aufbau mit dem Trafo getestet, vorher nur eine Durchgangsprüfung.

[Joschie]

(Kontrollleuchte ist dran und geht an)

Im Strompfad des Trafos oder ist die im SSR eingebaut?

Häng doch mal eine einfache kleine Glühfadenfunzel paralell zum Trafo und schau ob das SSR schaltet. Ich trau den eingebauten Meldelämpchen nämlich nicht.

Grüße
Josef

[dings]

Haha, das kommt mir sehr bekannt vor. Mein Ziel war es, 18650 Akkus zu konfektionieren. Erster Versuch war ein umgewickelter Mikrowellentrafo. Geschaltet primär mit einem Relais. Leider habe ich davon kein Bild mehr. Es klappt nicht besonders gut und die Dauer fürs Schweißen war irgendwie zu lang.

Vesuch zwei waren zwei 1-F-Kondensatoren aus dem Car-Hifi-Bereich geschaltet mit einem Thyristor:

Das klappte garnicht, vielleicht ist der Spannungsabfall am Thyristor zu groß oder er schält zu langsam, oder die Kabel waren zu lang.

Versuch drei sind zwei Super-Caps geschaltet mit drei IRF FS3107:

Der Dateianhang 2.jpg existiert nicht mehr.

Das klappte irgendwie, aber wirklich happy bin ich noch nicht, aber das liegt eher am mechanischen Aufbau.

[Torpert]

Der Trafo schaltet, das Teil zieht primärseitig etwas über 4 A (mit einem Energiekostenmesser an der Steckdose gemessen). Das Licht im Raum wird auch dunkler

[Finger]

Und ausgangsseitig fließt dabei kein Strom?

[Alexander470815]

Durchaus möglich das es das SSR gekillt hat.
Wenn das ein normales ist für ohmsche und kapazitive Lasten das im Nulldurchgang schaltet dann garantiert das einem bei einem Transformator bei jedem einschalten den maximal möglichen Einschaltstrom.
Da so ein Mot nur wenige Ohm Primär hat sind das gut und gerne mal über 100A, deswegen flackert auch das licht.
Das macht das SSR so lange es nicht massiv überdimensioniert ist nicht lange mit.

Meine Versuchte mit einem MOT Akkus zu schweißen haben so geendet:


Mit einem genauen Timer der immer für x Vollwellen einschaltet soll das aber recht gut funktionieren.
Sowas gibt es fertig beim Chinesen für ein paar Euro, das sollte dann auch am Spannungs maximum einschalten.

Ich bin umgestiegen auf zwei Supercaps in Reihe mit Mosfets als Schaltern:


Spannung habe ich nochmal auf 5V erhöht was dann völlig ausreichend ist bei dicken Leitungen.

[andreas6]

Mir scheint der sekundäre Querschnitt sehr klein zu sein. Hast Du keine größeren Querschnitte?
Die Punktschweißwicklung auf meinem alten Schweißtrafo habe ich aus Flachkupferschienen zusammen geschraubt, jede hatte 50qmm.

MfG. Andreas

[Torpert]

Und ausgangsseitig fließt dabei kein Strom?

Die 4 A zieht er primärseitig schon dann, wenn die Sekundärseite offen ist. Wo gehen die hin?

Mir scheint der sekundäre Querschnitt sehr klein zu sein. Hast Du keine größeren Querschnitte?

Leider nix fertiges. Ich kann ein paar Leitungen von der äußeren Ummantelung befreien, dann bekomme ich mehr unter. Falls es daran liegt, muss ich das Projekt wieder parken, bis ich Material aufgetrieben habe

[Alexander470815]

Die 4 A zieht er primärseitig schon dann, wenn die Sekundärseite offen ist. Wo gehen die hin?

Das wird zum größten Teil ein Blindstrom sein.
Der Rest werden Eisenverluste im Kern sein da ein MOT sehr auf Preis optimiert ist.

Falls es daran liegt, muss ich das Projekt wieder parken, bis ich Material aufgetrieben habe

Bei gerade einmal 1,8V brauchst du sehr große Querschnitte bis vorne an die Elektroden.
Der Schweißstrom beträgt gut und gerne 500A, bei wenig Querschnitt bleibt da nichts übrig.
Ich habe durchgehend 35mm², viel weniger geht nur wenn man deutlich mit der Spannung hoch geht(wird dann halt alles warm).

[Torpert]

ok, Danke an alle Mitdenker.

Ich resümiere: Ich brauche mehr Querschnitt und vertage das Projekt, bis ich Material aufgetrieben habe.

Der SSR wird auf Dauer sterben, oder habe ich das falsch verstanden? Dann brauche ich als Ansteuerung auch was besseres

[berlinerbaer]

In der Mikrowelle ist doch die ganze Ansteuer-Elektronik drin, die kann man doch einfach weiterverwenden oder?

Bei der Auftau-Funktion zum Beispiel wird der Trafo doch immer wieder kurz ein- und dann wieder ausgeschaltet, soweit ich gesehen habe mit einem ganz normalen Relais primärseitig.

[Bastelbruder]

und zu dem Relais den fetten Zementwiderstand nicht vergessen.

Faustformel zur obigen Strommessung:
Der mit einem einfachen Amperemeter im Leerlauf meßbare Primärstrom in mA eines 50 Hz 220 Volt-Transformators entspricht etwa der übertragbaren Leistung in Watt.
Das gilt natürlich nicht ganz für solche extrem auf Kante genähten MOTs und auch nicht für Kleinsttrafos der 0,5..3 Watt-Klasse, deren Eisen nur bei Nennlast nicht in die Sättigung fährt weil die effektive Spannung an der Primärwicklung um 10% oder mehr zusammenbricht.
Die 4 Ampere entsprechen also etwa 4 Killerwatt, das kann der Trafo auch aufnehmen wenn er sekundär genauso mißbraucht wird ...

[Alexander470815]

Sowas soll wohl gut funktioniere, muss man eben etwas den Übersetzer bemühen, eine englische Anleitung habe ich noch nicht gefunden.
https://www.aliexpress.com/item/32847367383.html
Hier ein Video davon auf russisch:
https://www.youtube.com/watch?v=D3ReDtUJNJo

Da wird eigentlich alles gezeigt was wichtig ist, kurze Dicke Kabel, genug Windungen, richtiger Timer.

Alternativ: https://www.youtube.com/watch?v=nUR-giwn4z0
Das hat dann auch nur zwei Potis und kein Menu etc. https://www.aliexpress.com/item/32888261908.html
Dafür eben nur einfach Puls und kein Doppel Puls, ob es das jetzt so einen Unterschied kann ich nicht sagen, mein Aufbau macht auch nur einen.

In der Mikrowelle ist doch die ganze Ansteuer-Elektronik drin, die kann man doch einfach weiterverwenden oder?

Die Puls Dauer muss sehr viel kürzer sein. Deutlich unter einer Sekunde.

[CH-Bastler]

@alexander
Was für Mosfet verwendest du für deinen Punktschweisser?

[Lukas94]

Ich hatte mal einen provisorischen Punktschweißer aus einem Mikrowellentrafo gebaut, dem ich sekundärseitig eineinhalb Windungen 50mm² verpasst hatte. Eine aus reiner wissenschaftlicher Neugier dazugestrickte Strommessung mittels Stromwandler ergab einen Strom von rund 800A. Der hohe Schweißstrom war (vermute ich) auch durch den unerhört niedrigen Widerstand der Wicklung und der Kontaktstellen bedingt. Von dem Kabel müsste ich noch irgendwo was haben, wenn du Interesse hast -> PN, ich mache dir das auch gern inklusive Kabelschuhen fertig.

Die Schaltung erfolgte primärseitig mit einem fetten Schütz aus der Schrottkiste, das einen seiner Kontakte eingebüßt hatte. Die verbliebenen drei hatte ich parallel geschaltet, das hat ziemlich gut funktioniert, zumindest hielten sich die Blitze im Schütz so in Grenzen. Fragt jetzt nicht, wie sich ein normales zweipoliges Installationsschütz verhalten hat.... *hust*

[Alexander470815]

@alexander
Was für Mosfet verwendest du für deinen Punktschweisser?

Acht Magnachip MDP1932 parallel.
80V 120A 3,4mOhm (480A pulsed).
Also gar nicht so übertrieben, die waren halt da und mussten nicht gekauft werden, das ist der einzige Grund warum ich die verwendet habe.
Sonst hätte ich wohl etwas größere Verwendet.

Zum 18650er Schweißen muss der Puls möglichst kurz und heftig sein.
Sekundenlang drauf rum glühen endet dann wie oben bei mir.
Eine mechanische Schalter Lösung wird dem nicht gerecht.

[berlinerbaer]

In der Mikrowelle ist doch die ganze Ansteuer-Elektronik drin, die kann man doch einfach weiterverwenden oder?

Die Puls Dauer muss sehr viel kürzer sein. Deutlich unter einer Sekunde.

Da habe ich mich wohl missverständlich ausgedrückt.

Ich meinte, daß man wesentliche Teile der alten Steuerung für den eigenen Controller verwursten kann, ohne sich über den Leistungs-Teil der Schaltung Gedanken machen zu müssen.

[Desinfector]

MOT...
die Schweissnaht erzeugt auch Verluste im Bereich der Schweissung verwirbelt es auch etwas.
Sollen die Bleche in Trafos doch eigentlich isoliert sein, werden die hier wieder verbunden

Was mich wundert ist, dass ich in µWellen noch keine Kerne gesehen habe, die einfach nur mit nem Straps zusammen gehalten werden.

Zum Ansteuern hatte ich es mal mit einem Zeitrelais versucht, das wiederum ein Schütz (Primärseitig am MOT) schaltet.
Das Zeitrelais konnte nur 500mA

Die Sekundärseite wollte ich garnicht schalten.
ziemlicher Klapperatismus, der dann auch nicht kürzer als eine Sekunde schalten konnte.

War dann am überlegen, ob nicht ein manueller Taster am Schütz, (...) aber soooviele Akkus brauche ich dann auch nicht.
Mein aktueller Akkuschrauber hängt an einem PC-Netzteil, der Leidensdruck ist da noch nicht gross genug.

[Torpert]

Danke für den vielen Input

Ich gehe so vor: Zuerst besorge ich dicke Leitung. Vielen Dank an eure Angebote dafür, da komme ich evtl. darauf zurück. Vorher versuche ich eine lokale Beschaffung - in unserem Dorf gibt es so viele Traktorschrauber, da wird hoffentlich einer einen Meter Batteriekabel übrig haben

Falls meine simple Schaltung damit dann grundsätzlich funktioniert, geht die so lange in den Einsatz, bis das SSR aufgibt. Wenn das soweit ist (oder wegen dem SSR nicht tut), sehe ich mir die Relaisplatine aus der Mikrowelle genauer an oder baue einen der anderen genannten Vorschläge nach.

[Torpert]

Bei gerade einmal 1,8V brauchst du sehr große Querschnitte bis vorne an die Elektroden.
Der Schweißstrom beträgt gut und gerne 500A, bei wenig Querschnitt bleibt da nichts übrig.
Ich habe durchgehend 35mm², viel weniger geht nur wenn man deutlich mit der Spannung hoch geht(wird dann halt alles warm).

Dazu noch ein ketzerischer Gedanke: Braucht es Querschnitt oder Umfang? Sprich: Könnte ich auch ein KupferROHR als Elektrode nutzen, bspw. ein Stück Wasserleitung?

[andreas6]

Querschnitt ist durch nichts zu ersetzen.

MfG. Andreas

[RMK]

doch, durch mehr Querschnitt... SCNR

[Bastelbruder]

Und das bissle Schweißnaht ist die einzige Stelle wo etwas mehr Strom herumwirbelt weil die magnetisch wirksame Fläche im Verhältnis zum Weg der Elektronen (außenrum) halt viel größer ist. Dafür sind die Fiederblättchen besser proportioniert.

Die Schweißnaht hat noch den Nachteil daß die den klitzekleinen Luftspalt überbrückt an dem sich die Remanenz abbauen könnte. Aber das interessiert bloß in der zweiten Halbwelle nach dem Einschalten.

[Desinfector]

bei 50 Zyklen pro Sekunde hält sich der Skineffekt in Grenzen.
Du willst ja DURCH den Kern mit der Leitung kommen. Ein Rohr mit gleichem effektivem Querschnitt ist da natürlich erheblich dicker.
Das musst Du dann auch noch biegen, das rauht die Oberfläche auf. Unterm Mikroskop sieht das dann wie Gletscherspalten aus.

[Bastelbruder]

es geht nicht um den Skineffekt (der bei 50 Hz eine Eindringtiefe von geschätzt 12 mm hat) sondern ausschließlich um das Verhältnis Querschnitt zu Umfang. Und da ist der Kreis eben ganz beschissen dran.

[Desinfector]

?

ein Rohr müsste doch aber halt dicker sein, wenn man den selben
elektrisch wirksamen Querschnitt haben will.

was blicke ich da jetzt nicht?

[Bastelbruder]

Es geht um die mehr oder weniger leitfähige (Eisen ist glücklicherweise recht hochohmig) Kurzschlußwindung um den im Eisen in Längsrichtung verlaufenden Strang der magnetischen Feldlinien. Beim dünnen Blech ist der Weg außenrum verhältnismäßig größer als beim Rund. Ein Eisenrohr läßt sich zum Vergleich nicht heranziehen, weil im Hohlraum kein nennenswertes Magnetfeld (Feldlinien) stattfindet.

Und wenn der Skineffekt tatsächlich noch nicht so richtig wirkt ist trotzdem eine Verdrängung des Strompfads vorhanden, weil der Wirbelstrom natürlich wiederum ein Magnetfeld verursacht welches seiner Ursache im Weg zu stehen versucht.

Mal mit Zahlen: Wenn beispielsweise der Trafokern ein Millivolt pro mm² Feldlinien erzeugt, setzt er diesem Millivolt 4 mm Widerstand vor die Nase. Bei 1 cm² Querschnitt sind das 100 mV auf 40 mm Widerstand. Es fließt also der zehnfache Strom.

[Torpert]

Ich habe die ganzen fehlgeschlagenen Versuche abgehakt und ein fertiges Teil geholt:

https://www.ebay.de/itm/12V-Punktschwei ... 890.l49292

Das ist ganz schnöde an der altersschwachen Autobatterie angeklemmt und fertig. Die Batterie stand seit April im Regal und war damals schon hin. Aber ein paar Stunden mit dem Schnelllader gequält - reicht

[Finger]

Könntest du mal die Funktionsweise analysieren? Also Puffergröße, Ladespannung, Pulsdauer?

[Torpert]

Könntest du mal die Funktionsweise analysieren? Also Puffergröße, Ladespannung, Pulsdauer?

Ich versuch's mal. Ihr müsst mir nur bei der Interpretation helfen

Der verbaute Kondensator hat 10000 uF. Kann ich die Ladespannung direkt am Elko messen?

Ansichten des Innenlebens:

Das Teil hat einen Automatikmodus, den habe ich benutzt. Dazu hält man die Elektroden auf die Schweißstellen, er erkennt das, piepst 1x und legt nach 1 Gedenksekunde los. Für den manuellen Modus müsste ich einen Taster anschließen, das habe ich mir gespart. Der Automatikmodus reicht mir.

Ein Testlauf ergibt dieses Bild am Oszi:

Das habe ich aber auch ganz neu und verstehe es noch nicht. Was lese ich hier?

[gafu]

da sieht man: 1 sekunde vollstoff batteriespannung

strombegrenzender faktor ist hier die batterieimpendanz und leitungswiderstand, diese punktschweißgeräte sollen ja "laut anleitung" nur mit batterien als stromquelle betrieben werden.

soweit ich als ahnungsloser das mitbekommen habe, ist es bei der punktverschweißung auch elementar wichtig, den richtigen druck zur richtigen zeit aufzubringen. Beim aufheizen der schweißstelle wird das material ja zunächst teigig, und ist dann der anfängliche druck auf die elektroden zu groß, sinkt der elektrische widerstand der schweißstelle zu weit ab, was schlecht für das weitere aufheizen ist.
Also weniger druck kann besser sein.
Wahrscheinlich bringt hier eine gefederte halterung für die elektroden pluspunkte in der wiederholbarkeit guter verschweißungen, wenn man einmal den richtigen andruck ermittelt hat.

Das dünne blanke saubere vernickelte band spielt einem natürlich beim batteriepunktschweißen gut in die hände, weil hier die vorraussetzungen relativ ideal sind.

[Bastelbruder]

Und der Elko wird bloß benötigt daß an der völlig unscheinbaren Induktivität (grob geschätzt 1 µH) der Batterie-Anschlußleitungen im Abschaltmoment keine heftige Spannung entsteht. Die Energie, die bei mehreren 100 Ampere im Magnetfeld einer Drahtwindung mit einem halben Meter Durchmesser gespeichert wird ist nicht zu verachten.

[ferdimh]

Ich vermute, dass da noch mehr Geheimnis dahintersteckt.
Denn das hier gezeigte entspricht funktional meinem Aufbau, der überhaupt nicht funktioniert hat.
Kann es sein, dass die Einschaltzeit je nach tatsächlich geflossenem Strom unterschiedlich dosiert wird?

[Torpert]

Ja, das sieht tatsächlich so aus. Bei echten Schweißvorgängen sehe ich deutlich, wie eine Art Lichtbogen entsteht. Der ist nach Bruchteilen einer Sekunde weg und der Beeper kündigt einen neuen Durchgang an.

Ich bin damit überfordert, meinem kryptischen Oszilloskop was sinnvolles zu entlocken, das das belegt.

Die Schweißungen sehen aber ok aus und halten auch. Hier habe ich zum Testen immer wieder drauf rumgebraten, deshalb ist das etwas zugemöllert. An einer Stelle sogar, bis ein Loch drin war. Aber selbst an der Stelle hält es noch:

[Torpert]

Das passt auch zur Erkenntnis aus meinem allerersten Versuch - damals hatte ich die Batterie (genau die hier, die jetzt die rote Konstruktion antreibt) über ein Schütz an die Elektroden gehängt. Und einen Taster an eine der Elektroden geschraubt, damit ich mit dem Zeigefinger auslösen konnte, während ich die Elektroden anpresse. Das hat nicht gut funktioniert, weil ich es nicht geschafft habe, kurz genug zu drücken. Hätte ich da 1 Sekunde lang gefeuert, hätte ich keine Elektroden mehr gehabt

[Roehricht]

Hallo,

Querschnitt ist durch nichts zu ersetzen.

..ausser durch noch mehr Querschnitt

Durch son Mikrowellentrafo muss ein Kupferband in der Grösse: Passt gerade noch rein.
Schrottkabel abpellen und alles Kupfer in blank parallel dadurch.

Edith: Meine olle Dalex Punktschweisszange hat eine Windung in einem hoch gestapeltem EI Kern Kern . Das Kupferband geht volle Breite über den Wickelkörper und ist zwischen 20-30mm dick. DieStromaufnahme ist lt Typenschild 14/ 24A , läuft an 2 Aussenleitern mit 400V. Wann man das zu lange ans Blech hält ist da gleich ein Loch drin.


73
Wolfgang

[gafu]

https://www.youtube.com/watch?v=231qtaRIs3M
da sieht man, das zunächst irgendwie spannung auf den elektroden ist, und das gerät den elektrischen kontakt erkennt und automatisch den schweißablauf startet.
danach piept es ein zweites mal, und beim schweißimpuls zucken die batteriekabel.

auch redet er zu beginn von einer anleitung und 150-180 ampere schweissstrom für 0.1-0.12mm vernickeltes band.

[Torpert]

Genau so wie in dem Video sieht mein Schweißvorgang aus. In meiner Anleitung stehen auch 150 - 180 A ("Anleitung" ist gut, das ist eher eine Sammlung von Fachbegriffen ohne Formatierung. Wenn man Chinesisch könnte, hätte man bei den unverständlichen Stellen vielleicht eine Chance zu erraten, woher die Formulierung kommt und was stattdessen gemeint sein könnte)

[Torpert]

Die Reste des alternativen Versuchs mit Trafo können jetzt weg - hatte ich nicht zum laufen bekommen. Will sie jemand von euch? Stehen im WWH: viewtopic.php?f=17&t=16926#p358513