Pistehitsikone

Miksi?

Kaikki alkoi siitä kun halusin tehdä sähköpyörän. Valitsin moottoriksi 350W 36V keskiömoottorin. 10Ah akkupaketin luulisi riittävän näin alkuun. Eli 3,6V kennoja 10 sarjassa ja 10 rinnan. Kennot ovat alakanttiin laskettuna ainakin 1Ah arvoisia. Se jääköön toiseen artikkeliin.

Mikä on pistehitsikone, mitä se tekee?

Pistehitsillä tarkoitetaan pienen pisteen äkkinäistä kuumentamista, joka sulattaa kappaleet toisiinsa kiinni. Pistehitsaaminen ei vaadi väliaineita kuten perinteinen hitsaaminen. Tämä kuumentaminen tapahtuu useiden satojen ampeerien ja muutaman voltin jännitteellä. Virta on se joka kuumentaa. Jos jännitettä on liikaa, niin se vain aiheuttaa kipinöintiä.
Oma pistehitsikoneeni antaa enintään noin 2kA ja 1,7V, eli 3,6kW mitä verkosta saa. En ole mitannut virtaa koska en ole nähnyt sitä tarpeelliseksi. Joku päivä saatan ehkä mitata sen.

Pistehitsikoneen voi tehdä verkkosähkömuuntajalla, kondensaattoripaketilla tai suoraan riittävästä akustosta. Tässä artikkelissa puhutaan verkkosähkömuuntajalla toteutetusta laitteesta.

Muuntaja

Yleisin tapa tehdä pistehitsauskone tee-se-itse -hengessä, on rakentaa se mikroaaltouunin muuntajasta ja hitsauskaapeleista. Näin tein kutakuinkin minäkin.

Toisiokäämi poistettu.
Toisiokäämi poistettu.

Mikroaaltouunin muuntaja sopii asiaan hyvin koska ensiö- ja toisiokäämit ovat toisistaan erillään. Tähä voi käyttää siis mitä vaan muuntajaa, mutta mikroaaltouunin muuntaja on helpoin.

Mikroaaltouunin muuntajassa on verkkosähköinen ensiökäämi ja korkeajännitteinen toisiokäämi. Toisiokäämi pitää poistaa jotta sen tilalle saa laitettua paksua johtoa joka kestää virtaakin.

Paras tapa poistaa toisiokäämi on sahata se pois ja naputella puupalalla loput irti. Myös ”magneettishuntit” kannattaa ottaa pois, sillä ne rajoittavat virtaa.

Magneettishuntti.
”Magneettishuntti”

Ensin tein koneen yhden mikroaaltouunin muuntajasta, teholtaan noin 1150W, joka tuottaisi noin 670A 1,7V. Olin lukenut ”netistä” että tämä pitäisi riittää. No kyllä se riittääkin jos nappiparistoja tai muuta pientä hitsailee.

13612274_10209744660402771_1384557956601109501_n
Ensimmäinen versio laitteesta. Yhdellä muuntajalla.
13731690_10209806683433308_4150710485570623579_n
Näyttää hitsaavan hyvin, mutta ei pidä.

Ensimmäisessä versiossa oli tosiaan vain yksi muuntaja, joka oli liian tehoton. En siinä vaiheessa tiennyt että se oli liian tehoton, vaan syytin huonoja liitoksia ja putkestä leikattuja elektrodeja.

Joten yritin etsiä tehokkaampaa mikroaaltouunia, tuloksetta, joten yhdistin kolme muuntajaa rinnan. Kytkin muuntajat niin että voi valita onko kaksi vai kolme käytössä. Myöhemmin haen on-off-on-kytkimen jolla saa valittua onko 1, 2 vai 3 muuntajaa käytössä. Akkukennojen hitsaamiseen 0,2mm nikkelinauhalla riittää kaksi muuntajaa.

Elektrodit

Elektrodit – eli johtavat kappaleet jotka eivät hitsaannu kiinni kappaleeseen, ovat tärkeä osa. Kokeilin ensin kupariputkesta leikattuja suiroja, jotka toimivat yllättävän hyvin, mutta eivät kestä paljoa mekaanista rasitusta.

Kokeilin fosforikuparitankoja jota käytetään jossain hitsauksessa väliaineena. Johtavuus oli huono. Kokeilin myös kaarihitsaustankoja, tehty hiilestä, mutta niiden johtavuus oli tässä käytössä käytännössä nolla.

Monestakaan paikasta ei oikestaan löydy pelkkää kuparitankoa, joten tilasin yllättäen eBayn kautta, ja halvalla. Romuttamolta olisi varmaan löytynyt, mutta en ole ehtinyt käymään. Käytän nyt 8mm kuparitankoa.

Hitsausaika ja kontrolleri

Pistehitsauksessa tärkeää on myös hitsausaika. Toki sitä voi myös käsivaralta tehdä, mutta haluan tasaisempaa jälkeä.

Tein tämän nettisivun ohjeiden pohjalta osan laitteestani. http://www.avdweb.nl/tech-tips/spot-welder.html

Kyseiseltä sivulta löytyy myös ohjeet kontrollerin tekemiseen: http://www.avdweb.nl/arduino/hardware-interfacing/spot-welder-controller.html

Sivulla kerrotaan että paras tapa tehdä pistehitsaus on pehmentää metalli noin 50ms pulssilla jonka jälkeen itse hitsaus tapahtuu.
Tein sivuilla näkyvästä piirikaaviosta oman levyni. Piirilevyn suunnittelin EAGLE-suunnitteluohjelmalla ja teetätin levyt http://dirtypcbs.com/ avulla.

Johdotus

Liitokset on jämeriä!
Liitokset pitää olla jämeriä!

Ensin tein liitokset erilaisilla viritelmillä, ja totesin että menee liikaa virtaa hukkaan. Viimeisessä versiossa kaikki liitokset on paukutettu kupariputkesta.

Kaapelit löysin romuttamolta vitosella. Noin 30mm2 paksuista joka riittää hyvin yhteen muuntajaan ja noin 50mm jolla jatketaan elektrodeille.

Jokaiseen muuntajaan kieputin 1,5 kierrosta johtoa. Yksi kierros on aina noin yhden voltin verran.

Valmis!

Viimeistelty versio laitteesta. Ei johtosotkuja eikä tule tällejä.
Viimeistelty versio laitteesta. Ei johtosotkuja eikä tule tällejä.

14 vastausta artikkeliin “Pistehitsikone”

  1. Noilla wateilla kaipaisin jotain kotelointia.
    Ihan hieno laite.
    Tuo näytille ens tapaamisessa. katotaan jos saadaan sulakkeeta palamaan. 😀

  2. Nykyisellä kärkien asettelulla vain lähinnä akkuja tai mitä nyt haluaakaan hitsata vain yhdeltä puolelta. Jos nuo kärjet kääntää toisiaan vasten, niin myös peltejä voi hitsailla yhteen, eikä tarvi käyttää mitään popniitti- tai muita viritelmiä.

  3. Tein yhdestä mikroaaltouunin muuntajasta (1000w) ja virta riittää vallan hyvin, puolitehokin riittää.
    verkosta ottaa n. 15A

  4. Ottaa enemän verkosta. Normaalisti ottaa tuon 1000w, mutta pistehitsauksessa ottaa enemmän Toisio on 35mm2 kaapelia 2 kierrosta. Ei silti lämpene muuntaja, koska kyseessä on lyhyet pulssit.
    Tuo 15A on mitattu kahdella eri mittarilla.
    No tein uuden pistehitsin jossa molemmat varret liikkuvat erikseen ja jatkoin toision johtoja 10cm (liitos väliin litatusta kupariputkesta). Ottaa enää 12A verkosta ja hitsausvirta pitää olla täysillä.

    Se 1000w on originaalimuuntajan teho 🙂

  5. Koitin 2 mikroaaltouunin muuntajalla joissa 35mm2 toisio 2kierrosta. Totsi pamahti välittömästi (16A hidas). Sen verran näin, että virta oli jotain 25-> Meillä ei riitä virta kolmelle muuntajalle, paitsi jos haaroittaa liedeltä..

  6. Testailtu taas… näköjään yhtään liitosta ei saa olla. Yksikin ”putkiliitos” pudottaa virran.

  7. höpöhöpö, siitä pystyy ottamaan hetkellisesti jopa 4000W (julkaisetko?)

  8. Sori, olin vähän äkeissäni kun pistehitsi ei toiminut. Huomasin tosiaan, että kahdella muuntajalla virtapiikki on aikamoinen. 40 amp tyristori paukahti muutaman kokeilun jälkeen pidemmällä hitsausajalla (ohjain on tuollainen aliexpressin 40a spot welder controller). ensiö ja toisiokäämit on ok, jännite 1,6V.
    En vaan ymmärrä miksi muuntajat ottaa verkosta niin paljon virtaa. Luin netistä, että kiinan pistehitsit jotka on tehty mikron muuntajasta, ottaa kyllä tuon 15A ja toisiovirta on 500-800A jännitteenä on 4,2-36v
    Miksi niissä on niin korkea jännite? Onko sillä jokin merkitys hitsaukseen?

  9. Jos kerran yksi muuntaja riittää sulle Kale, niin miksi laitoit toisen?
    Itellä on nykyään käytössä ”arduino spot welder” joka käyttää 12V auton akkua. Ei tartte jännittää paukkuuko sulakkeet, ja muutenkin parempaa hitsauslaatua. Saattaa johtua tosin kärjistä sekä ohjauksesta…

  10. Halusin mahdollisimman lyhyet hitsausajat ja hitsata 0,2mm liuskaa.
    No, löysin vanhan ja ison rosenlew mikron jossa oli moulinex muuntaja (220v/2300v/1450w) 🙂 .
    Muuntaja on aivan eri kokoluokkaa kuin 800 tai 1000w jotka ovat samankokoisia ulkomitoiltaan.
    Ilmeisesti ennen jätettiin pelivaraa. Mahtui 3 kierrosta 35mm2 paksueristeistä hitsauskaapelia + shuntit. Toimii aivan erilailla. Ilmeisesti vaatii tuon isomman jännitteen (3v) toimiakseen kunnolla, jotta jännite ei putoa liikaa hitsatessa. Ohjain: https://www.aliexpress.com/item/100A-40A-lcd-display-Digital-Double-Pulse-Encoder-Spot-Welder-Welding-Machine-Transformer-Controller-Board-Time/32948697190.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4dvm4CE2

  11. Nyt on testattu monenlaisia variaatioita 800 1000 1450w muuntajilla. 1450w muuntaja on paras, sillä siihen mahtuu 3 kierrosta 35mm2 kaapelia ja jännite on noin 3v. 0,1mm liuskaan riittää 20ms ja 65% teho. 0,15 liuskaan 60ms ja 75% teho. Hitsaus ei lämpene kättä kuumemmaksi. Jee 🙂
    Ilman tätä sivua en olisi edes yrittänyt värkätä moista. Kiitos.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *