スポット溶接シリーズ第６回は、回路はできあがりましたが、上手く溶接できませんでした．パワー不足か？
外観はこんなです．電解コンだけが巨大．いやサイリスタも巨大なのですが電解コンがあまりにも巨大すぎてサイリスタははるか下界に霞んで見えます．ブルーのは電流プローブです．VVFケーブルは溶接電流を流します．この写真に映ってないところに、５V電源と２５V電源があります．
↓ここはサイリスタのゲートドライブ回路．黄色いボタンのプッシュスイッチでスパークさせます．実験の結果、プッシュスイッチのチャタリングはサイリスタの一度オンするとそのままオンする特性のため問題にならないことがわかりました．期待通りでよかよか．
↓これがサイリスタ周辺回路です．ゲートドライブ回路の定数は忘れました．スパーク電極はアノード側のがそれです．
↓スパーク電流を、充電電圧を変えて観測しました．２５Vチャージで１０２０Aと、なかなかご機嫌なスパーク電流を流せています．これならバシバシとスポット溶接できるかな？
←５Vチャージ １５０Apeak
←１０Vチャージ ３５０Apeak
←１５Vチャージ ６００Apeak
←２０Vチャージ ８００Apeak
←２５Vチャージ １０２０Apeak
←３０Vチャージ １２００Apeak超
↓良好な電流を得られたので、さっそく乾電池にニッケルリボンをスポット溶接してみます．溶接電極はVVFケーブルの末端をそのままです．
↓ニッケルリボンは、０．１５ｍｍ厚の物です．中国から買って、４ｍで＄１４．４なので国内で調達するよりも数分の１のお値段です．
↓しかし出来上がりは残念な結果でした．VVFケーブルの銅とニッケルが軽く溶着するものの、肝心の電池との溶着が生じません．これではダメです．たくさんの原因が想定されますので、ちょっち研究が必要そうです．
↓ちなみに、鉄にスパークさせて生じたクレーターはこんな様子．威力はありそう．
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かしこ
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製品には煤が付いていないので、その辺に問題がないでしょうか、
返信削除リボンに １φ 0.5mm 位の突起を付け 母材の電流が集中すると そこが溶けやすく上手くできないのでしょうか。
もう一つは ＳＣＲは 止められないので、
制限インダクタを直列にしてピークを抑え IGBT で２発ぐらいに分けたら良いような気もします。
こちらでは電極間に切り込みを入れて渡り電流を切っています。
削除http://www.yokodai.jp/spotWelderNickelPlate.html
おそらく参考にされたページ、パワー素子はFET ２個でもいけるらしい。
削除こちらならPWMで電流調節も可能。
URL忘れてました。
削除http://e-commuter.com/welding/index.shtml
厚いリボン 切った意味が分かっていない。
削除https://www.youtube.com/watch?v=M19zb89z4XM
タイミング回路を見つけました。
削除http://shimmys.dyndns.org/manufact/SpotWelding/SpotWeldingDesign.pdf
小生の考えているMOTスポットは大きく熱い鉄板用。
こちらのは薄いタブ用ですから、応用法が違うようです。
ご指摘の通り、なんとなく最も気になっているのは、通電時間が短すぎるのではないか？ということなんです．回路シミュレーションよりも実機の通電時間が短いんです．皮肉にも直列抵抗を小さく作れてしまったため、その副作用かもしれません．仮説ですが．
削除電流測定は出来るようにしましたが、ニッケル板と下地電極の温度プロファイルまでは測定困難なので、手探りの最適化にならざるを得ないのがショボいところかと思われます．
タブ極を切り分けるのは通電距離が長くなって流れにくく、下へ通り抜けて、
削除電池側に届かせる目的です。
使用時には並列に流れるので、抵抗には成りません。
タブに突起整形をするのは電池側との接圧を高めやすくするためです。
接圧が低いと抵抗が高く電圧損が増えて急激に温度が上がりすぎて、溶解蒸発 吹き飛ばし となります。
削除煤（微少金属粒子）はその痕跡です。
溶接電極をどうするかも考え中なのですが、ハンダごての先っぽはどうでしょうか？ 一応は銅が主材料で、外側は鉄かもしれませんのでそれがイマイチかもしれませんが．
削除私の場合は、タフピッチ銅をを買いました、（少し前に書いています）
削除ホームセンターでは以前あったのに、パイプは見つかるんですが、ロットは見つかりません。
使うときには軽く鍛造して、硬度を上げてやらないと、シタが溶けたとき負けて、
変形し安いようです。
VVF2.0CX2 より VVF 2×2.6mm を先端から鍛造し少し細くなったら（１．5mmくらい） 更に ヤスリか ペーパーで少し丸みを持たせると、
電流集中具合がよいようです。
太くするのは、熱が逃げやすいように、先端元を細くするのは、電極を寄せやすいように、丸みを持たせるのは中心に圧力が集中して、尖らさないのは電流が集中しすぎないようにするためです。
太くて小さな値のコイルを入れるのは、冷えているとき電流が立ち上がりすぎないように、少し加熱してから、ピークに達するようにです。
銅棒の外径は１０φ 鍛造してから、先端1mmくらいは６φに細くして、軽いアールにする予定です。
削除電線は架橋ポリエチレン耐熱で38スケ（外径14φ）です、これに使う圧着端子は 結構大きく６φのネジ止めです、１０φの銅棒にカナノコで立てにスリットを入れて、挟み込みボルト止めにする予定です。
接続は前面圧着器の場合は６角になるので良いんですが、普通のくさび形では
一部面積が細くなり、加熱が心配です。（どちらのタイプもサイズが大きすぎて持っていません）
熔接で調べますとホルダーに入れるとき、銅管を被せてネジで締めるのが多いようですが、
https://www.google.co.jp/search?q=%E6%BA%B6%E6%8E%A5%E9%9B%BB%E7%B7%9A+%E6%8E%A5%E7%B6%9A&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=3fm9U8jRG4_48QX9ooKoCQ&ved=0CGEQsAQ&biw=1366&bih=619#imgdii=_
圧着端子ですのでタップをたてても抜けると思うので、
、半田付けにしようかと思っています。
これから、ホームセンターに行きます
削除金属は温度が低い間抵抗が低く、大電流が流れてもなかなか加熱しません、
返信削除温度が上がってくる（溶融）と抵抗が増えて小電流でも加熱が出来ています。
その後温度が下がって、溶着し、急速に冷えないと内部にダメージが残ります。
ほかの回路例では充電にランプを使って表示と低電流を兼ねているようです。
先ほどは、クーピーペンシルストーブを仕舞い、扇風機を出してきました。
返信削除ついでに、
以前買ってあった百均のメラミントレーを探し出しました（現在はホルモン問題でなかなか見つけることが出来ません）。
これは上アームの絶縁体にします。
それと、10mm角の鉄パイプ猛者がしました確かもう一本有ったと思っていたんですが、
２０cm位のしか見つかりませんでした。
出来ればこれを上のアームに、下のアームは別の材料で作り懐を広くと思っています。
マイクロウエーブレンジの基盤にはマイコンと表示回路、電源トランス、パワーリレーが２個
（１個はヒーター用、これは予備にして）パワーリレーの駆動電圧を電源トランスから取り、
メインSW、起動ボタンを付けて再利用の予定です。（不要と思われる部品は適当に基盤が小さくなるように外します）
リチウムイオンバッテリーやっていた頃を思い出しました。ニッケルタブ付だけでしたので溶着条件を変えることはないからどんな条件だったかは忘れてしまいました。
返信削除足踏み式で踏むと電極が降りてきてバチッとやっていました。
フットスイッチ持ってないんで、調達しなくちゃいけないんです．
削除電極は考え中．
少量のタブでしたら、給電極が並列型のようですので、持つところにマイクロＳＷを付けられたらいかがでしょうか？
削除また、放電極は尖らさず、球面が良いようです。
マイクロSWでもいいですね
削除TIG熔接の時 トーチのそばにマイクロSWを括り付けてあって、押すとフレーターとか言う低減モードになるのがありました。
削除このときに棒を少しずつ足して流すと、ビードが滑らかになるんですが、
直流なんで流れるとトーチが引き寄せられる 力って割と強いですね。
基本、加圧しないとスポット溶接はダメなような。たぶん溶接ナゲットが形成できない。
返信削除20代のころ、スポットの溶接条件を導き出す数式作ったんだけどなあ。
むむっ、自動車業界の方でしょうか？
削除確かに電流経路からすると、加圧は必須ですね．
また電極間距離が広い方がいいかもしれません．
ネットの情報だとバチッとやりゃぁ簡単にできそうに誤解しがちですが、スポット溶接の成立条件はなかなかピンポイントのような気がしてなりません．
元産機メーカー社員です。販売でしたけど。
削除条件は組み合わせですよね。加圧かけなければ、多くの電流が必要ですし。コンデンサ型は容量が決まってますから。電子レンジのトランスで交流式なり、整流式なりっていうのもあるんでしょうけど。とりあえず、ダボ出し(突起)は有効かもしれないですね。
加圧、突起、、、実現方法を考えます．ぎゅっと押しつけるジグをちゃんと造るのは大事な仕事のようですね．がんばります！
削除自動車のロボット君は1点ごとに制御するんですね。さすが。
返信削除http://www.daihen.co.jp/yosetsu/p_resistance_controll/pdf/re-01a_re-m1a.pdf
ロボット君はえらいっ
削除なるほど広告の一種でしたか。
削除接続板を挟みでスリットを入れて、電極間隔を狭くしますと、
返信削除接続板側の通電距離が長くなり、流れにくいですが、
電池側は短くなって、有効に流れやすくなります。
突起とスリットについても考えたいと思います．なんつってまずは加圧出来るジグを造ろうと思います．
削除電池タブの場合はそれほど強い力は、要らないような気がします、
削除電極のかたちが良ければ、しっかり持ってぐっと押さえるだけで良いと思います。
ニカドバッテリー単１相当２個並列（瞬間電流が結構取れる）から
直接付けたときは、押しつけて 通電すると約０．３秒くらいで溶けたように覚えています。
2mm厚 鉄板の場合は面積に応じて加圧が必要ですが・・