機械原理-譯製 機械篇-自制點焊機

這次我用舊汽車電瓶直接供電，做了一個點焊機 果不其然，直接連接是行不通的 所以我換了種方法，重新制作 如你所見 這次做出的點焊機工作起來穩定多了 那麼究竟什麼是點焊呢 讓我簡單解釋一下，爲什麼電烙鐵做不到 點焊是將兩塊金屬壓在一起 然後再瞬間通入巨大電流 僅加熱接觸點，使金屬融合 它不會加熱整塊金屬 而是隻加熱需要連接的點，並且幾乎瞬間完成 那麼如果用電烙鐵會怎樣呢 我在紐扣電池上塗上助焊劑試試 在電池極片和厚金屬上，熱量散失太快 焊錫根本無法很好的附着在表面 在熱成像下看起來是這樣的 整個電池已經超過100攝氏度 但焊錫依然沒有融化流動 如果一直這樣加熱，很容易損壞電池 那麼點焊又如何呢 發熱只是一瞬間，整個電池不會變熱 焊接瞬間完成，且非常高效 現在我們開始動手製作點焊機 首先，我將使用這個汽車電瓶作爲電源 這是我用了5年後換下來的舊電瓶 但指示燈還是綠的 這意味著它還有很長的壽命 汽車電瓶是為啟動馬達設計的 也就是說它能瞬間提供大電流 這使它成為自製點焊機非常理想的電源 但處理不當也會有危險 所以為了防止短路 我加了150A的保險絲 在油管上你可以找到很多自製點焊機的視頻 其中最常見的一種是使用繼電器 因為它需要切換大電流 所以通常使用汽車啟動繼電器 你也可以在線上選購 挑選價格合理的即可 如果把它拆開會發現 裡面有一個線圈和一組觸點 給線圈通上12V電壓時 磁力會閉合觸點 從而允許大電流通過 所以繼電器本質上就是一個 能用小按鈕控制大電流的設備 在許多自製視頻中 人們通過快速按下這個按鈕來進行點焊 但這讓我產生疑問 說到底，它只是在短時間內通過巨大的電流而已 所以，也許根本不需要繼電器 如果把電極直接連到電瓶上 再快速碰觸工件，行嗎？ 於是我去了五金店，買了一根4毫米的銅棒 我把它切成大約10釐米長的一段，作爲電極 兩端直接用不太方便 所以我要打磨一下尖端 我把銅棒夾在電鑽上，一邊旋轉一邊用磨石打磨 我把它磨得很細很尖，但在最尖端保留一點圓弧 如果接觸面積太小，會產生火花，甚至把金屬燒穿 線纜方面，我從舊的搭火線上拆下了 8號線來承受大電流 我剝去絕緣層，用紮帶把電線固定在銅棒上 只要導線緊緊的壓在一起，這樣就足夠了 然後我用熱縮管把它固定好 在接電瓶的那一端 我壓接了環形端子 然後把它們牢牢的擰在電瓶接線柱上 現在世界上最簡單 的點焊機完成了 這真的能行嗎？ 徹底失敗 了 爲什麼會失敗呢？ 我用示波器測一下接觸時間 結果差異很大 有些接觸時間超過了60毫秒 這可能就是通入過大電流的時間太長了 原理基本相同 但使用繼電器則似乎能焊得很漂亮 所以我只好自己做一個測試一下 我把繼電器接到電瓶上，用一個按動開關控制線圈 當我用示波器測量時，接觸時間在30毫秒左右 明顯短了很多，所以難道只是因爲按鈕更容易按，纔會更快嗎？ 說實話，似乎還真有這個可能 此外，波形顯示在斷開瞬間有一個很大的電壓尖峯 原因是線圈產生的反向電動勢 它強到讓示波器都爆表了，這對電池也不好 聽從建議，我在線圈上反向並聯了一個二極管 這抑制了 感應電壓，波形看起來乾淨多了 我還用3D打印了一個開關 底座，讓按鈕更容易按 現在我們來實際試焊一下 開始了，令人驚訝 的是它成功了 焊點有點過熱，但確實焊上了 所以用繼電器的方法似乎確實可行 但經過幾次測試後，我發現它穩定性不好，有時會燒穿 這樣根本無法投入實際使用 感覺我需要從根本上進行改進 原因很明顯，脈衝總體上太長了，而且不穩定 如果我做一個帶有棘輪式動作的單次觸發開關呢？ 在尋找好點子的時候，我注意到了一支圓珠筆 爲了把這個想法變成現實，我開始改造這支筆 我用剪刀 剪了一塊 磷青銅片 做成板簧 然後我在這塊板簧上焊了一根線 我把這個板簧觸點裝進 改造好的圓珠筆裏 我在筆芯上貼了 銅箔膠帶 當這根筆芯裝進筆裏， 它就變成了一個開關 像這樣，它只 在筆芯劃過板 簧的瞬間導通 現在我用示波器測量一下切換速度 結果大約是10毫秒 經過多次測量，波形很穩定 看起來比輕觸開關還要好 這看起來非常適合用來做點焊 我把電極棒 粘在圓珠筆 的按動端 完成了 快速按下電極棒時，開關導通並釋放焊接脈衝 現在讓我們測試 一下開始了 焊點非常乾淨 如你所見，連接 非常牢固 焊接的一致性也很好 反覆測試也沒有出現問題 我竟然只用廢舊圓珠筆就做出了效果極佳的點焊機 然而 因爲 是 手工 按壓 即偶爾還是會出現焊接不佳的情況 可能是接觸時間太長，燒出了一個洞 人的時機把握和機械觸點都是有極限的 所以我決定改用這個電路來控制它 這個電路可以毫秒級的控制焊接脈衝 這個場效應管作爲大電流開關 換句話說，它可以讓電流流動固定的時間，然後自動切斷 但單個場效應管無法承受如此大的電流，單獨使用會過熱 所以我將幾個並聯起來，讓它們分擔電流 因爲它們還是會發熱，我把它們安裝在銅板上，以便散熱 控制電路包含定時芯片柵極驅動器以及一些阻容元件 控制電路本身大概只要花20元左右就能做出來 總零件成本大約在90元左右 現在製作完成了，我先從最小設置1毫秒開始測試 開始了，但是產生了巨大的火花 這完全出乎我的意料，我都愣了一下 用示波器檢查發現 它竟然一直處於導通狀態，沒切斷 在電流導通瞬間，電壓下降，導致定時芯片停止了工作 於是，我加了一個電容和一個二極管來穩定電源 這一次，它正常工作了 紅色是定時信號，黃色是電極電壓 電壓在完全相同的時機發生變化 這意味着它正在精準地按照我設定的時間控制脈衝 然而，在1毫秒時熱量不足，所以沒有焊上 現在我用可調電阻來調整脈衝時長，我把它設爲5毫秒 這次開始有焊接效果了 但當我把它撕下來時，感覺有點弱 接下來，我嘗試了 10毫秒焊接正常時，幾乎沒有火花 這時我才意識到，準確的時機控制纔是關鍵 強度也很好，除非用鉗子撕 否則是拔不下來的 有了這種精度，它就真正可以用於實際維修了 比如這個數碼夜視儀它完全無法開機，可能是電池老化了 拆開後，裏面有 一個電池組 電池組裏有兩節鋰電池，通過點焊連接在一起 於是我從另一塊壞電池中取出可用的電芯，移植過來 我用點 焊將 它們 連接 起來 現在電池裝好了，我試着開一下機 成功開機了，所以即便是起初不穩定的自制點焊機， 加上電子控制後，也能變成實用工具 本視頻由大寶貝一直驚叫 謝謝觀看，下個好視頻見