Revista 100% Verde

Cómo construirse de forma segura un soldador de puntos

Por Soloelectronicos @soloelectronico

La soldadura por puntos lleva con nosotros unos 40 años ,pero a pesar de su antiguedad sigue gozando de buena reputación en los nuevos tiempos usándose de forma intensiva también en aplicaciones de electrónica donde la soldadura convencional con estaño no es efectiva, como por ejemplo a la hora de conectar baterías entre si con laminas de niquel entre sus miles de aplicaciones más.

Obviamente gracias a la evolución de la tecnología las soldadores de puntos actuales tiene mejores capacidades para controlar diferentes aspectos del proceso sobre todo con la introducción de las fuentes de potencia con inversor CC y control de circuito cerrado, cambio de la polaridad de las fuentes de potencia de descarga capacitiva para poder equilibrar pepitas de soldaduras, además de la adición de instrumental de medición , así como también la posibilidad de ajuste del desplazamiento de la fuerza de los electrodos,lo cual ofrece a los usuarios más herramientas para garantizar la calidad de la soldadura.

En esencia la tecnología de la soldadura por puntos no es nada compleja , pues la configuración típica de un soldador de puntos no ha variado a lo largo de los años consistiendo básicamente en una fuente de muy baja tensión (2 o 3V) de alta intensidad conectada a un cabezal para soldar

Desgraciadamente a pesar de que no incluye demasiada tecnología ,un soldador de puntos es uno de los pocos equipos donde la construcción casera de este es mucho más barata que comprarlo montado , incluso si se decide a comprarlo en alguno de los famosos portales chinos , ya que incluso comprándolos allí , su precios van entre los 200€ en adelante.

Cómo construirse de forma segura un soldador de puntos

Puestos a fabricarlos nosotros mismos , en youtube se pueden ver una gran cantidad de soldadores de puntos (buscar por su traducción inglesa : "spot welder") , fabricados de forma casera usando siempre viejos transformadores de microondas( dado que son fácilmente obtenibles).A estos transformadores se les elimina el secundario de AT por medios mecánicos y simplemente se rodea en el interior del entre-hierro en ese espacio que ha quedado vació de dos vueltas de cable de gran sección ( al menos de 8mm) . Obviamente se debe tener mucho cuidado si se decide seguir por ahí pues t rabajar incluso con las piezas de un horno de microondas es extremadamente peligroso puesdebe saber que nadie ha sobrevivido a un contacto fortuito de alta tensión, pues la potencia disponible de más de 1000W es suficiente para matar al instante (desgraciadamente para la humanidad en las horribles sillas eléctricas se utilizan 1500V) ya que el alto voltaje dentro de un horno de microondas es de 3400Vrms. Como sabemos que la potencia es proporcional al cuadrado de la tensión, esta 5 veces más peligrosa esta tensión que una línea aérea de 1500V de un tren claramente en contraste con los circuitos HV de muchos productos electrónicos de baja potencia, que no son letales,

Cómo construirse de forma segura un soldador de puntos

Bajo mi opinión todos estos argumentos son mas que suficientes para no tener en cuenta ese método sobre todo porque e xisten otros métodos mucho mas seguros de construir un soldador de puntos casero, de modo que NO recomiendo construir un soldador de puntos basándose en un transformador de microondas ,no solo por el voluminoso espacio que ocupa , sino sobre todo por el peligro que conlleva extraer dicho transformador pues esta muy cerca el condensador de alto voltaje, cuya carga puede estar presente mucho tiempo después de que el horno de microondas esté desenchufado (y es extremadamente peligrosa una descarga de este tipo ). No confíe en la resistencia de purga interna del condensador , pues puede fallar y es muy peligroso ( si lo va hacer, al menos conecte dos cables de prueba de clip de cocodrilo a la tierra del chasis de metal de microondas, asegúrandose de que los cables no estén rotos,sujete una resistencia de 10K ... 1M al otro lado de un cable de prueba y descargue los dos terminales del condensador uno por uno a través de una resistencia de 1MΩ utilizando alicates aislados ).

Tenga en cuenta que algunos hornos de microondas de alta potencia u tilizan un inversor de potencia HV electrónico en lugar de un transformador para ahorrar peso (de hecho esa es la tendencia actual ), obviamente, en ese caso no serviría para semejante utilidad dicho componente...

Resumidamente hay dos formas de soldar con un soldador de puntos:

  • Soldadura por puntos de configuración en serie:Los electrodos están en el mismo lado. Es muy importante que la fuerza de ambos electrodos sea casi idéntica pues de lo contrario un lado será soldado mal.
  • Soldadura por puntos de configuración opuesta:Esta técnica es la más utilizada consistiendo en que las piezas a soldar se sujetan entre los electrodos.

Los soldadores por puntos portátiles ligeros profesionales ofrecen una corriente de soldadura de al menos 4000 A, los cuales permiten la soldadura de 2 hojas de acero de 1 mm . Un soldador de punto casero normalmente puede ofrecer 1100A, que está bien para soldar pequeñas piezas electrónicas ( por ejemplo conectar baterías entre si con laminas de niquel ) aunque se sabe que hay personas que han soldado 2 hojas de 0,75 mm con este tipo de soldadores de punto.

A continuación veamos varias opciones MUY DIFERENTES alternativas y muy seguras que se alejan del uso del típico transformador reciclado para realizar un soldador de puntos casero

CIRCUITOS BASADO EN SUPERCONDENSADORES

Es la forma mas habitual de y fácil de construir un soldador de puntos a un precio bastante asequible.

Estas configuraciones funcionan durante mucho tiempo y bajo mi criterio esta configuración es mucho mas optima y eficiente que los soldadores basados en transformadores de microondas modificados.

La alta temperatura destruye las baterías de litio, por lo que la soldadura tradicional térmica no es una opción, así que esta configuración es perfecta (por eso hay personas que la llaman "soldadura fria" )

Como vemos en el siguiente circuito, es principio es bastante sencillo usando 8 transistores Mosfet del tipo IRF1401 en configuración paralelo para controlar la descarga de un supercondensador de 1 Faradio de 15V , el cual almacena la energía suficiente para producir la chispa que permita realizar la soldadura por puntos.

Las resistencias de 1k y 10K únicamente sirven para asegurar que pase a conducción los transistores motivo por el cual se usa un pulsador para conducir unicamente durante un breve espacio e tiempo

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Otra opción en lugar de usar transistores es usar un tiristor de potencia de al menos 100Amp para controlar la descarga del supercondensador, pero esto conlleva que se necesita una pequeña batería unido a a un pulsador normalmente abierto para cebar al tiristor y que este pueda conducir permitiendo la descarga de condensador sobre los electrodos (mas información en http://ledhacks.com/power/battery_tab_welder.htm)

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Sobre este ultimo circuito también hay interesantes variaciones sobre todo controlando el tiempo de exposición de la puerta del tiristor como por ejemplo con un circuito astable que proporcione el pulso adecuado.

Si ele interesa el primer diseño ( quizás el mas simple) en el siguiente video podemos ver el proceso de construcción del primer montaje:

Esta configuración es muy típica para soldar la típicas baterías de litio panasonic ncr18650b ( las mismas baterías usadas por los vehículos y placas solares de Tesla)como podemos ver en el siguiente video:

Este soldador ofrece un único pulso suficiente para ala mayoría de las soldaduras , pero es posible construir otros mas avanzado basados también en descarga capacitiva que sea capaz de producir doble pulso emitiendo hasta 400 amps en 60 micro segundos usando electrónica adicional como por ejemplo una Arduino...

SOLDADOR DE PUNTOS PORTABLE

Ahora vamos a ver cómo construir un soldador de arco pequeño para funcionar con na sola batería 3.7v . Otro condensador o uno más grande puede ser substituido y el voltaje fijado más bajo para aumentar el potencial total de los joules pero al parecer con un condensador de 1000uf / 35v es suficiente para soldar alambres de la plata, del níquel, del nichrome y del kanthal de 28-34g juntos.

Realmente cualquier fuente de alimentación antigua se puede sustituir por la batería, siempre y cuando se encuentre dentro de los límites de la tensión de entrada para la placa usada (LM2577)

El costo de los componentes es de alrededor de $ 25.

Esta es simplemente una referencia de las piezas (con parte de digikey # 's), no dude en sustituir sus propios equivalentes:

  • Soporte de la mezcla: BH-18650-W-ND
  • Caja del Proyecto: 377-1165-ND
  • Interruptor Momentáneo: 507PB-ND
  • Resistencia: 3.6W-10-ND
  • Fusible: 507-1032-ND
  • moduloLM2577;
  • Diodo: 1N914B-ND
  • Condensador: 399-6556-ND (CAP ALUM 1000UF 20% 50V RADIAL)
  • Pinzas de cocodrilo liso de la mandíbula: 314-1018-ND

Como vemos aparte del condensador de 1000UF el alma del circuito es el LM2577 ,un ondulador dc-dc con pantalla LED de 3 dígitos-. Estas son sus principales carastericticas

  • Voltaje de entrada: DC 3-34V
  • Voltaje de la salida: CC 4-35V (ajustable)
  • Corriente de entrada: 3A (máx.)
  • Corriente de salida: 2.5A (máximo)
  • Tamaño (L x W x H): Aprox. 2,56 x 1,4 x 0,5 pulgadas / 6,5 x 3,5 x 1,2 cm

Método de ajuste: Conecte primero la potencia de entrada (3-34V), a continuación, utilizar un multímetro para monitorear el voltaje de salida y ajustar el potenciómetro.

En la siguiente vemos el esquema de funcionamiento done sobran los comentarios pues solo el circuito carga el condensador y por medio del p

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La placa tiene pastillas de soldadura en la parte superior, para todas las conexiones, llevar los cables de la parte posterior de la placa y soldar a la almohadilla. Algunas placas tienen IN / OUT y +/- marcadas en la parte posterior de la placa, otras no.

Con todo el cableado completo, puede probar y verificar que todo está funcionando como debería y ajustar el voltaje de la placa utilizando el potenciómetro.Enganchar los clips del cocodrilo a su multímetro y pulsar el botón momentáneo, usted debe ver el voltaje subir un poco y permanecer constante alrededor 12-14v que es donde las placas se fijan cuando usted las compra.

Usando un pequeño destornillador empiece a girar el potenciómetro mientras sostiene el interruptor hacia abajo. Si el voltaje no sube, lo está haciendo de manera incorrecta. Mantenga presionado el botón y girando el tornillo hasta llegar a 35v,lo cal permite aproximadamente alamcenar 0,6 julios energía en el condensador. Toque los cables de alambre juntos y causara una chispa (acción prevista) lo cual significa que ya puede empezar a soldar ( mas info en http://www.instructables.com/id/Small-Welder-for-joining-Nichrome-and-Nickel-Wires/)

SOLDADOR DOBLE PUNTO

Basada en el principo de los soldadores de un punto , la mejora del circuito en primer lugar es hacer una descarga más pequeña para limpiar la superficie del material de impurezas tales como el petróleo y crear una soldadura débil. El segundo impulso con más energía hace enlace final. Con el fin de tener un pulso estable durante la descarga de un condensador grande fue empleado

Cómo construirse de forma segura un soldador de puntos

El nuevo diseño añade un Arduino UNO y un Driver de MOSFET MIC4451 para enviar las señales de control a los IGBT que deben controlar el circuito, entregando el pulso a los conductores utilizados para entregar la corriente alta de hasta 700 pulso amperios deben ser no más pequeños que el cable de filamento alto calibre 4. Un pedal momentáneo con audio jack de ¼" se utiliza para enviar la señal de control el microcontrolador.

Para mas información mire en http://www.instructables.com/howto/spot+welder+dual+pulse/

SOLDADOR BASADO EN EL USO DE UNA BATERIA DE 12V /45ah

Hay personas que optan en lugar de usar supercondensadores usar en su lugar Baterias de 12V de automóvil para generar la chispa. Con objeto de tener mas control se puede usar un relé de coche para controlar la descarga pero otros optan por electrónica mas sofisticada ,como por ejemplo usar un Arduino Nano

Este soldador de puntos puede utilizarse para soldar baterías 18650 . Se necesita un cargador de 12V y utiliza una batería de coche de 12V como fuente de corriente de soldadura. Normalmente una batería de 45Ah proporciona suficiente corriente para obtener buenas soldaduras con tiras de níquel de 0,15 mm. Si usa tiras más gruesas de níquel tal vez necesite una batería mas grande o dos en paralelo.

La máquina genera un pulso doble, donde el primero es 1/8 del tiempo de la segunda. Tiempo del pulso del segundo pulso es ajustable mediante el potenciómetro y aparece en la pantalla en mS para que pueda ajustar exactamente el tiempo. Regulable de 1... mS de 20.

Ver el vídeo para obtener instrucciones detalladas sobre cómo construirla.

Archivos de proyecto:

https://github.com/KaeptnBalu/Arduino_Spot_Welder

Aspectos generales para la construcción de soldador por puntos

Brazos::El aislamiento entre las articulaciones del brazo debe ser bueno y la fricción entre los brazos debe ser muy baja; Apriete el perno de tal manera que la fricción sea pequeña pero la holgura no sea demasiado alta.

Portaelectrodos :Los soportes de electrodos pueden hacerse de una abrazadera de tierra de radiador de latón rectangular de 20 mm de ancho. Taladre un agujero de 4 mm en el centro para el tornillo de montaje. Agrande el orificio para el cable de soldadura a 7mm.

Cable de soldadura:Utilice un cable de soldadura flexible 3AWG / 25mm 2 con una longitud de 140cm, esto permite 3 devanados. Un cable más grueso NO da una corriente de soldadura más alta.Dado que la fuerza del electrodo es crítica, los brazos de soldadura deben ser capaces de moverse libremente, no obstaculizados por la rigidez de los cables. Por lo tanto, los cables tienen una curva grande. No utilice el cable sólido, el cable de la soldadura es flexible y costará apenas $ 15 / m.

Electrodos de punto de soldadura:Es importante usar una barra de cobre puro. No latón o alambre eléctrico, que es suave recocido. Utilice una barra cuadrada con el mismo tamaño que la ranura del portaelectrodo o coloque la barra en el tamaño adecuado. Un diámetro de la punta adecuado es de 1.5mm. Para mantenerlo simple puede archivar la punta del electrodo en vez de redonda.
Soporte de electrodo soldador por punto s:Limpie periódicamente las puntas del electrodo de soldadura con papel de lija.

Abrazaderas de muelle:La fuerza del electrodo es un parámetro igualmente importante como los otros parámetros de soldadura tales como la corriente de soldadura y el tiempo de pulso. Ajuste la fuerza del electrodo desplazando la posición de la abrazadera de resorte y mida la fuerza con una báscula de cocina

Palanca de maniobra:Utilicé una a placa de materiales plásticos pero pueden producir un pitido en el aluminio.

Medición de corriente de soldadura

Puede determinar la corriente de soldadura midiendo el voltaje a través de una cierta distancia del cable de soldadura.
Para calcular la corriente de soldadura puede usar la siguiente formula:
I = U * diámetro [mm2] / (0,0175 * longitud [m])
Para la medición de la corriente de soldadura, se unen dos cables a un cable de soldadura a una distancia de 44,5 cm. El voltaje en el cortocircuito es 0.34V; Por lo que la corriente de soldadura máxima = 0,34 V * 25 mm2 / (0,0175 * 0,445 m) = 1100A.

CONSEJOS

  • Asegúrese de tener una buena conexión en las abrazaderas, periódico de lijado con papel de 400 grano puede ser necesario.
  • Asegúrese de mantener los extremos del cable tan cerca de los clips como sea posible.
  • Si su cable tiene un revestimiento en él, arena ligeramente las puntas a soldar.
  • En lugar de intentar empujar los extremos del alambre juntos, trate de superponer los extremos de 1 mm para una articulación fuerte.

Si tiene alguna pregunta o necesita ayuda para solucionar problemas de su soldador, el mejor lugar para obtener respuestas está aquí: http://www.e-cigarette-forum.com/forum/modding-forum/367095-resistance-no-resistance-wire -welder.html

ADVERTENCIA:

La combustión de metal galvanizado puede liberar humos tóxicos de óxido de zinc. Este proyecto es extremadamente peligroso y no debe ser intentado sin la supervisión de un adulto y la formación adecuada. El uso indebido o el uso descuidado de herramientas o proyectos puede resultar en descarga eléctrica severa, paro cardíaco, lesiones graves, daño permanente al equipo y propiedades y / o muerte. El uso de este contenido de video es bajo su propio riesgo.


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