【参赛】用微波炉变压器DIY个点焊机

【参赛】用微波炉变压器DIY个点焊机近期矿坛中DIY点焊机的帖子不少，在百度输入“微波炉变压器点焊机”也能搜出许多制作文章来，可以看出来大家对DIY点焊机比较感兴趣。

点焊机在小制作中用途的确不小，可以焊接18650、26650等锂电池镍带，可以点焊薄的不锈钢或者薄铁皮。

我也找了微波炉变压器做了台点焊机，几经改动，又为此专门设计了制作了时间控制板，看到矿坛DIY第七届大赛的消息，勾起了我参赛的欲望，遂拙文参赛。

一、点焊原理交流点焊机是利用变压器将220V(工业点焊机一般用380V）交流电转换为较低的电压，经电极引线引到点焊焊极，利用电极短路（电极触点与被焊件有很低的接触电阻，姑且称其短路）产生的瞬间大电流烧蚀焊件产生熔核达到焊接目的。

点焊时的大电流是点焊的关键，制作点焊机时应以能产生大电流为主线，其次才是广大网友感到麻烦的点焊时间长短的控制。

二、材料准备１.大功率变压器我用的是微波炉主变压器，微波炉变压器是按低暂载率下超功率设计的，初级线圈粗，瞬间功率大，很适合做点焊机用。

论坛中网友有采用环形变压器改制的，但环形变压器一般是按连续工作设计的，要达到相同的输出功率，变压器体积会比微波炉变压器大许多，做成后的整机体积和重量都比较大。

2.时间控制部分点焊机点焊时间很短，一般为零点几秒，用手动开关直接控制变压器通电时间是很困难的，也可以说是不可能的，需要控制电路来实现。

网上最先出现的DIY点焊机用的是时间继电器加交流接触器，论坛中网友发表的制作实例大部分也是采用这种方案。

时间继电器加交流接触器的方案有以下明显缺点：一是接线多、接线复杂，论坛上就有很多咨询接线的留言；二是时间继电器和交流接触器的价格高，导致花费多；三是体积大，不利于小型化；四是噪音大，继电器啪啪的吸合声音很大，夜深人静时更加明显。

鉴于此，我设计制作了一块点焊机时间控制板，用于DIY点焊机效果很好，板子特点如下：一是前后级使用光耦进行隔离，即前级的供电、指示灯、时间调节电位器、脚踏开关等均与市电隔离，安全系数大大提高，特别是脚踏开关与市电隔离后，就可以将脚踏开关引线做成快速插接式的，携带、移动更加方便了；二是电路板尺寸小，宽3.3厘米，长7.7厘米，不占空间，安装固定也容易，容易做到点焊机的小型化；三是采用大电流双向可控硅BTA41，电流富余量大，运行可靠。

原理图及实物图见下控制板工作原理：D1-D4组成桥式整流电路，将交流或者直流供电转换为固定极性的直流，由三端稳压U1稳压后供后级电路工作。

R1和D5组成开机指示电路，D5选用绿色LED，接通电源它就发光，指示已接通电源。

U2和U3分别构成单稳态触发器，脚踏开关没踏下时其内部开关是断开的，U2的2和6脚是低电位，U2的第3脚是高电位；U3的2和6脚是高电位，U3的第3脚为低电位，发光管D7不发光，光耦U4不通电。

脚踏开关踏下后，内部开关接通，C3经R2迅速充电，当电压充到2/3Vcc以上时，U2被触发，其第3脚输出低电位负脉冲，经C5微分形成尖触发脉冲耦合到U3的第2脚，触发U3，U3的7脚导通C6迅速对地放电，同时U3的第3脚输出高电位，D7发光，光耦U4得电。

C5耦合的负脉冲触发U3后会迅速消失，但C6在被迅速放电后为低电位仍可继续维持U3的暂稳状态，U3第3脚维持为高电位，此时电源会通过R6和R7给C6充电，当C6上电压充到2/3Vcc时，U3就会恢复到原来的稳态，U3第3脚恢复为低电位状态，D7不再发光，光耦U4不再得电。

U3暂稳态下第3脚输出高电位脉冲的时间长短就与R6、R7、C6的充电时间时间长短有关，脉冲宽度T=1.1*(R6+R7)*C6。

光耦U4前级得电后内部LED发光，U4后级接通，R10、R11、C8、R12、D8组成常见的移相调压电路，通过调整电位器R11的阻值来控制可控硅Q1的导通角，控制点焊主变压器点焊电流的大小，即通过调整R6改变U3的第3脚脉冲宽度来控制点焊时间，通过调整R11来控制点焊电流。

脚踏开关无论踏下的时间多长，U2的第3脚都是输出一个负脉冲去触发U3一次，即使脚踏开关踏下后不放开，点焊机也只点焊一次。

R3和C3组成防抖电路，防止脚踏开关踏下时因开关触点抖动多次触发U3造成误点焊，R3和C3数值的大小影响连续点焊的时间间隔，数值越大，连续点焊的时间间隔也越长。

3．次级绕线焊接时次级线要通过成百上千A的电流，这就要求次级线圈电阻要小，软铜线是最好的选择，其截面积根据自己的焊接用途来确定，点焊厚件、大件时电流超千A，次级线截面积应大50平方毫米；点焊锂电池薄镍带时，所需电流稍小，截面积25-35平方毫米即可。

次级线优先选用手头现有的线材，因为次级铜线有一斤多重，使用现有线材可以减少再投入，这更符合DIY的精神。

使用普通多股软电线去皮并联使用，或者使用漆包线、裸铜线并在一起，使用裸线时需外套绝缘管。

我第一次改制的变压器使用了普通交流弧焊机的焊把线，剥去橡胶外皮，外套黄腊管绝缘。

这次我买了35平方毫米的铜编织带，因为不能再截我的电焊机焊把线了，再截就影响使用了。

4．焊接电极点焊机的焊极要根据焊件来选择，点焊不锈钢、铁皮最好用铬锆铜的，点焊锂电池镍片最好用氧化铝铜的，偶尔使用的话可选用纯铜的。

我使用的是3mm粗的氧化铝铜电极，主要用于点焊锂电池。

5．脚踏开关使用脚踏开关可以解放出一只手，在点焊接时有时两只手还感到不够用，若使用手动开关则更会感到不方便。

6．副电源控制板需要有隔离的辅助电源供电，控制板上有桥式整流和7805稳压电路，可以用交流7.5—9V的小变压器，也可以9-12V的直流电源。

第一台点焊机我用了一个小变压器，这次用的是一块从接收机上拆下的电源板，它有3.3V、15V和18V三组电压输出，用的其中的15V那组即可，这种电源板尺寸小，更节省空间，也是废物利用，不用再花钱的。

7．外壳一个合适的外壳不仅是美观方便的要求，也是安全方面所必须的，因为里面有市电，就必须用壳子把它们装起来。

第一个点焊机我用的直流电机调速器塑料壳子，它不美观，为参赛我从淘宝上买了两款围框机箱，一款是XD-1型的，尺寸是90x200x165mm，即高90mm，宽200mm，深165mm；另一款是XD-6型的，尺寸是100x230x185mm，这款内部空间比较大些，可以放进更大些的变压器，或者放进更大些的控制板，因为我已设计了能预热或者回火的两脉冲点焊机控制板，及具有预热、点焊、回火功能的三脉冲控制板，这些控制板尺寸较大，需要较大空间的外壳。

三、制作过程制作过程主要以图片方式展示，有些图片懒得拍了，就直接借用网上的图片。

1.重绕变压器步骤1.初测变压器：测量初级绕组与铁芯绝缘，电阻应为无穷大→测量初级线圈阻值，正常值２欧姆左右。

步骤2.清理变压器：将微波炉变压器高压绕组（细线的）用钢锯锯开→用冲子或者木条将高压绕组冲掉→拆除灯丝绕组→打掉初级与次级绕组之间那几片小铁芯（磁分流铁芯）→清理残留绝缘纸和绝缘漆。

步骤3.再测变压器：重复步骤1的测试→初级接220v用卡表测初级空载电流，正常值是4A左右。

步骤4.确定次级圈数和长度：用细导线在次级绕线窗内穿绕10圈→测量10圈的电压值→计算每伏匝数，计算4V需要的圈数→用和次级线粗细相似的绳子绕够圈并留有合适的接线长度，再取下测量长度来确定次级铜线长度，我这次用的35平方的铜编织线，宽度是25mm，厚度是3mm，绕4圈的适宜长度是1.2米。

步骤5.重绕次级线圈：绕线窗口贴绝缘纸→截取长度合适的次级铜线→是裸线的话需套套上合适的黄腊管→穿绕→整理线圈步骤6.变压器重绕后的检测：测量初级与次级、线圈与铁芯的绝缘，电阻应该无穷大→重测初级空载电流（应于之前数值相同）→次级引线直接短接，用钳表卡住次级线圈，初级短时接入220V，测量次级电流，一般应在1000A左右，越大越好→次级引线直接短路，用钳表卡上初级线圈，初级短时接入220V，测量初级电流，一般在15-20A左右。

2．固定变压器、辅助电源、控制板等部件固定方法见图，此处省略200字。

这里需要说明的是，由于我采用的XD-1外壳内部较窄，微波炉变压器底部有比铁芯宽的固定铁片，变压器不能紧靠壳子安装，而导致前面板安装控制板后与变压器的安全间隙不足，于是我就将变压器底部一侧的固定安装铁片锯掉，具体见图。

外壳原配的是铁面板，因考虑到今后还会折腾，就没有在原配铁面板上开孔，而是用了一片环氧板，等最终定型不改了再换用铁面板。

3．制作便携点焊笔我制作的这台便携点焊机主要用于点焊电池，偶尔焊一下薄铁皮和薄不锈钢，为使用方便我制作了可以更换焊极的夹具。

因点焊这些较薄的焊件所需电流不太大，就采用了截面积10平方的多股软铜线作焊极引线，线细柔软使用方便。

如果点焊厚件，就需要更粗的引线了。

步骤1.加工电极夹具：截取外径8mm内径5mm黄铜管两段，每根10cm左右→两端套10mm长的M8x0.75mm丝→每根一端从顶部用细齿（24齿或者32齿）钢锯锯十字缝，锯缝深为钢锯条宽度即可。

步骤2.制作焊极引线：截取10平方多股软铜线两根，每根60-70cm→引线一端与点焊机变压器次级铜线可靠连接（我采用的是厚铜片压接）→软铜线套上合适热缩管并用热风吹紧，另一端需留出10mm左右→将焊极线引到壳外。

步骤3.组装焊极夹具：将紧固螺丝的内孔扩大至6mm→将紧固螺丝穿入焊极引线→焊极引线端穿进焊极夹具带十字缝的一端，进入深度10mm左右，如线细穿进后与铜管间隙较大，最好先绕几层薄铜箔，这样也利于穿线，没有铜箔的话可用裸铜线将空隙塞紧，以利于压接→旋上紧固螺丝→用一段热缩管将夹具铜管热封，如嫌夹具较细或嫌夹具热的快，可在夹具铜管外缠几层硬纸或者棉布条后再热封→夹具另一端根据焊极直径选用合适夹心并用紧固螺丝紧固4．点焊电流指示（鸡肋功能）起初我是从一块电力设备板子上拆个检流用的带线圈的磁环，类似于漏电保护器中的的那个磁环，将磁环输出线接整流滤波电路后再串一可调电阻接小表头，一开始用的点焊控制版没有调电流功能，发现调整所串电阻不能使表头线性指示焊接电流，当时没有深究原因。

后来换上带调流功能的控制板，发现焊接电流调大与调小表头指示差别不大，感到很奇怪，就用示波器测量磁环输出的信号，发现不是交流正弦波而是尖峰脉冲，上网一查原来是磁环磁芯饱和了，换用不同磁环及接不同的分流电阻均不能很好的解决磁芯饱和问题，决定放弃，不再设表头指示，但点焊机外壳面板已经开了表头孔，不装的话会浪费一块面板，心中总感到有些遗憾。

为参赛我绕了第二个变压器，给次级线圈和焊把线通1A的直流，用4位半台表测量各线的电压降来测算线的电阻，发现我所用截面积10平方毫米0.6米长的焊把线上有1mv多的压降，即电阻有1mΩ多，灵感忽然而来，从一段焊把线上取出电压降接表头不就行了，还省去了磁环。