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电容点焊机,你必须知道的知识!(咆哮体)

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发表于 2021-8-18 17:33:34 | 显示全部楼层 |阅读模式

爱科技、爱创意、爱折腾、爱极致,我们都是技术控

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一年多来,做了十余台电容点焊机,学习了不不少知识,与大家共享之
(一家之言,仅供参考!)
一、基本知识
  电阻点焊是利用电极压力在锂电池电芯和连接镍片之间形成电阻,焊接电源产生的电流通过时产生热量,融化电芯的电极和连接镍片完成焊接过程。
影响凸点点焊品质的三个主要因素为:焊接电流、通电时间、电极预压力,这也是点焊最基本的焊接条件。
1、焊接电流
  根据焦耳定律,电阻点焊的过程中产生热量为Q=I2RT,焊接热量Q正比于电流I的平方。。 当焊接电流较小时,加热量不足,易造成焊接不牢固或脱焊不良。随着焊接电流的增加,焊点尺寸迅速扩大,但焊接电流过大,加热过于强烈,焊点扩展速度大于塑性环扩展速度时, 将会产生严重爆焊,及造成爆焊不良。因此,焊接电流的选择非常重要,应以不产生爆焊现象为前提。
2、焊接时间
  根据焦耳定律可知,焊接热量Q正比于通电时间T。通电时间的长短同样直接决定了焊接过程中的产热量。随着通电时间的加长,产热量增加,但是并不会马上产生飞溅, 而是在短暂保持焊点强度后开始下降。
3、电极压力
  预压力是在通电前对待焊件施加的压力,它的作用是清除待焊件之间的异物等,保证待焊件之间的紧密接触,从而产生接触电阻R。预压力过小,则电流密度大较易产生飞溅,焊点强度低,预压力过大,则R过小,产生热量Q不足,从而产生虚焊等不良现象。
4、三者的影响力
  对焊接接头的影响大小依次为焊接电流>焊接时间>电极压力。即焊接电流I对焊接接头的抗拉强度影响最大,其次是焊接时间T,再其次是电极压力。


上面一大堆话的意思简单归纳为:
  焊接电流对点焊质量影响最大。
  随着焊接时间的延长,焊接质量会下降。
  压力要适当。

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sunnyquan + 20 認真發帖
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 楼主| 发表于 2021-8-18 17:34:54 | 显示全部楼层
二、关于正负极焊点质量不一样的问题:
对于直流点焊机,存在正负极焊点质量不一样的问题,有人说是正极质量好,有人说是负极质量好,原因还是电流和时间协调的问题。
下面的图摘自文章数据,从图上可以看出,同样电流的,随着焊接时间的延长,正极焊点拉力下降,负极拉力上升;同样的时间,增加电流,则正极拉力下降,负极拉力上升。
image.png
我做的点焊机2种现象都存在,用分立电容阵组成的点焊机,焊接0.15以内的镍片,一般是正极的熔核深,更牢固些,因为电容阵的电压高,放电快,焊接电流大;用法拉电容做的点焊机,焊接0.2以上的镍片,特别是0.3的纯镍片,一般表现为负极更牢固,正极比负极更容易粘针,应该是电流偏小的原因。
   通过这个现象,可以用来调整焊接电流和时间,如果正极比负极牢固,就降低电流,对电容点焊机来说,降低焊接电压就行;如果负极比正极牢固,就适当增加焊接时间,但电流偏小太多的话,光增加时间反而会让焊点牢固度降低;如果正负极的焊接质量一致,证明焊接电流和时间调整的非常合适。

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 楼主| 发表于 2021-8-18 17:36:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 banguangan 于 2021-8-18 17:40 编辑

三、点焊机内阻
   根据I=V/R,电阻越小,焊接电流越大,很多坛友做的电容点焊机只能焊接厚一点镍片的主要原因就是线阻过大。
影响线阻主要有电容、MOS板、焊线、焊笔和各种接头,最容易影响线阻的是MOS板、焊笔和接头。
1、电容的内阻
  我做的分立式的电容阵整机内阻除线外在1.6mΩ,法拉电容点焊机受种类和质量的影响,内阻散布较大。
  市场上可供使用的3000F电容主要有五六种,主要使用的有两三种。一种是韩国lsuc电容,有方有圆的,我没买过,据说质量好的内阻在0.25mΩ左右,可能因为货少,现在的价格很高;另外一种是美国MAXWELL的圆电容,我买过3组,质量好的内阻在0.3-0.4mΩ之间,质量差的则超过1mΩ,价格便宜,10-15元一个;第三种是贴纸为chenfacap的电容,有方有圆的,我买过2个方的,一个内阻为0.23mΩ,另一个为0.35mΩ,20元一个;其它的还有几种。
  各种电容各有优缺点,其中LSUCchenfacap电容有螺丝孔,容易连接,但两个连接多了一个连接片,会增加内阻;MAXWELL无螺丝孔,不容易连接,但两个电容已经连接好了,且电极很宽,可增加接触面积,降低接触电阻。加工良好的话,2串电容的内阻可以做到0.6-0.8mΩ左右。
2、MOS
     Mos板是电容点焊机最重要的部件,也是最玄幻的部件,市场上的板子从4管到50管都有,甚至有接近100管的,有直接并联的,也有所谓的防炸管技术,没有一个理论性的说法。
    MOS管主要使用的有IRL3713ID260AIDM1040ARDS3.0mΩ)、IRL40SC228ID557AIDM1440ARDS0.5mΩ),AUIRFS8409ID522AIDM1200ARDS0.55mΩ)、IPT004N03LID300AIDM1200ARDS0.4mΩ)等几种,IRL3713TO-220的外,其它管子都是贴片安装的,最便宜的是IRL3713,二手拆机的1元以内,但假管很多,另外几种3-5元不等。
  用什么管子各人有各人的理由,我喜欢用IRL3713,因为是TO-220封装的,可以不用pcb,直接用螺丝固定在铜排上,好拆换。其它几种只能采用pcb固定,pcb固定是引起线阻增加的主要因素,无论是镀金的pcb还是加厚的pcb,管脚与铜排之间都会存在一个较大的附加电阻(收缩电阻+表面膜电阻)。
  通过增加MOS管的并联数量,增加铜排截面积是降低线阻的简单有效的方法,因为IRL3713的内阻较大,必须采用16管以上,才能将线阻降低到0.3mΩ以下,而采用其它管子,4个就可以 做到0.2mΩ,但不用铜排,只用PCB加焊锡的话,线阻往往在0.5mΩ以上。
3、焊笔线
  焊笔线的线阻和线的粗度和接口的有关,一般常用线的线阻为:101.98mΩ/m161.24mΩ/m250.79mΩ/m350.56mΩ/m,要降低线阻,要么增加线的粗度,要么减少线的长度。
4、焊笔
    焊笔是除MOS板之外影响线阻的最主要因素!
    常见的焊笔分为一体手柄和分体式焊笔两种,焊笔材料与焊针之间的接触电阻是焊笔质量好坏的重要考核指标,我做的一体式焊笔与焊针间电阻为0.11mΩ,分体式焊笔为0.06mΩ,而市面上常见的分体式焊笔采用黄铜夹头与焊针连接,测试的接触电阻为0.19mΩ,夹头和紫铜管之间还存在接触电阻,点焊性能不好往往是这种焊笔引起的。
    *不要采用黄铜夹头的焊笔!!
5、相关金属材料的导电率(资料)
    0.016,紫铜0.017黄铜0.0710.027,铁0.097,锡0.11,铅0.21,银的导电率最高,但是用不起,紫铜是最好的导电材料,黄铜和铁差不多,电阻率是紫铜的4倍,铝的导电率仅次于铜,使用时要去掉氧化层,锡铅的导电率很差,用的越多,线阻越大。

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 楼主| 发表于 2021-8-18 17:37:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 banguangan 于 2021-8-18 20:10 编辑

四、控制板
还没写,连载中
辛苦写了1天,大家觉得有用,就赏点币呀

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参与人数 4家元 +93 收起 理由
hnztn + 20
dicklook + 50 原創內容
e.woods + 21 原創內容
jpdd521 + 2 主要是没有M了。主要是精神赞助一下,支持.

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发表于 2021-8-18 18:06:53 | 显示全部楼层
先加收藏了!:praise::praise::praise:
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发表于 2021-8-18 18:21:52 | 显示全部楼层
赶上直播了,收藏!
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发表于 2021-8-18 18:22:39 | 显示全部楼层
学习了,很详细
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发表于 2021-8-18 19:27:37 | 显示全部楼层
好文章,先收藏了
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发表于 2021-8-18 19:38:31 | 显示全部楼层
先加收藏了!:praise:
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发表于 2021-8-18 20:27:34 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
好文章,学了不少知识,谢谢分享。
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发表于 2021-8-18 21:14:54 | 显示全部楼层
感谢楼主分享经验!
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发表于 2021-8-19 09:20:45 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
学习了 谢谢楼主

--来自论坛助手 iPhone客户端
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发表于 2021-8-19 17:59:25 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享经验!继续关注。
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发表于 2021-8-19 18:43:02 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
好文章,赶上直播了
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发表于 2021-8-20 16:45:10 | 显示全部楼层
专家!比淘宝客服强百倍。能不能推荐一下成品或套件
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 楼主| 发表于 2021-8-20 17:18:07 | 显示全部楼层
chaijizhijia 发表于 2021-8-20 16:45
专家!比淘宝客服强百倍。能不能推荐一下成品或套件

我自己业余做一些成品,需要的话请pm
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