Battery Spot Welder Pen

28.08.2018: V2 is out:
https://www.thingiverse.com/thing:3070927

** EN **

There are many examples of this type of spot welder. I made a one with some modifications and designed this pen to use with it.

I think the pictures are clear enough to assemble the pen. Here are some details:

First of all,** BOM:**

• 6mm copper rod as main welding rods:

https://www.aliexpress.com/item/1pc-6mm-Diameter-Solid-Copper-Cu-Rod-Tube-Cylinder-Bar-200mm-Length-For-Electrical-Appliances/32849801277.html

I extremely advice you to have a m35 cobalt drill bits to make the appropriate holes:
https://www.banggood.com/Drillpro-50pcs-11_522_53mm-HSS-M35-Cobalt-Twist-Drill-Bit-p-1290447.html

• 2,5-3mm copper rod as tips and pins

• Micro switch:

https://www.aliexpress.com/store/product/10pcs-Limit-Switch-Push-Button-Switch-1A-125V-AC-2A-125V-AC-Mouse-Switch-3Pins-Micro/3241083_32840177333.html

• Compression springs (x2, 0.8x8x15mm):

https://www.aliexpress.com/item/10pcs-stainless-steel-compression-spring-non-corrosive-tension-spring-surface-passivated-extension-springs/32846033340.html

• SC16-6 Terminals (x2)

https://www.aliexpress.com/item/10PCS-SC16-6-Tined-copper-connecting-terminabolt-hole-cable-lugs-battery-terminals-16mm-square-wire/32824557520.html
When assembling the SC16-6 terminals with the copper rods, ordinary soldering iron never works. I have used a butane torch to make the soldering. Butane torch also works when connecting the terminals to the thick welding cables. You should make a hole on top of the terminals if there is not.

These were for the pen. For the whole system you need additionally:

• Car battery which is minimum 300cca (There has been said minimum 200 is enough but just in case ;)) You should keep the battery full as far as possible.

• Timer module:

https://www.aliexpress.com/item/12V-DC-Multifunction-Self-lock-Relay-PLC-Cycle-Delay-Time-Timer-Switch-Module/32670881629.html

This timer module has 18 features but we will use only the 2.th feature. Also I have made a modification. There was a mechanical relay on it but I changed it with a PNP mosfet. Because the car relay draws only 500ma of current, any mosfet that can handle 3-5A is enough. I have used IRF4905 lying around. You can see the PNP mosfet connection in pictures. You'll need additional 10K resistor as a pull down resistor.

Also one thing about timer module is, it has to be powered with an external 12V source. Because the voltage of the car battery immediately gets low during welding process and this can affect the timer module negatively.

As for the time, I am using 3-5msec for 0.1mm strips when the battery is full. I have realized that 1msec equals to 5msec for this module. So 3-5msec => 15-25msec.

• 500A car relay:

https://www.aliexpress.com/item/High-Current-Starter-Relay-500A-12V-24V-4Pin-Car-Auto-Power-Master-Switch-LED-Battery-Isolator/32845686197.html

** Do not forget to add a flywheel diode for the relay. Else you can blow up the mosfet:**
https://en.wikipedia.org/wiki/Flyback_diode

** Always keep clean the tips to make good welds.**

• Car battery terminal:

https://www.aliexpress.com/item/New-2Pcs-Replacement-Auto-Car-Battery-Terminal-Clamp-Clips-Brass-Connector/32803159129.html

• 25mm NYAF cable or welding cable.

Here is a short and novice video:

https://www.youtube.com/watch?v=a02M52hqP4U

You can see in the video that you can easily weld 0.1mm brass strips with this system. Also I had some successful experiences about welding 0.2mm brass and even 0.1mm copper when the battery is fully charged.

Also here is my another video about how to work with the copper strips:
https://www.youtube.com/watch?v=31O_PbMr4vY

** TR **
Bu tip punta düzeneğinin internette bir çok örneği mevcut. Ben de bu aralar gerekli olunca bir adet kendime yaptım yalnız bazı modifikasyonlarla. Probu da punta düzeneği ile birlikte kullanmak için dizayn ettim.

Sanırım probun imali için resimler yeterli olacaktır diye düşünüyorum. Bazı detaylardan bahsedecek olursak:

Öncelikle İhtiyaç Listesi:

• Ana punta çubuğu olarak 6mm bakır çubuk:

https://www.aliexpress.com/item/1pc-6mm-Diameter-Solid-Copper-Cu-Rod-Tube-Cylinder-Bar-200mm-Length-For-Electrical-Appliances/32849801277.html

Bakır çubukta gerekli deliklerin açılması için şiddetle M35 cobalt alaşımlı matkap uçlarını kullanmanızı tavsiye ederim:

https://www.banggood.com/Drillpro-50pcs-11_522_53mm-HSS-M35-Cobalt-Twist-Drill-Bit-p-1290447.html

• Puntalama ucu ve pinler için 2,5-3mm bakır çubuk

• Micro switch:

https://www.aliexpress.com/store/product/10pcs-Limit-Switch-Push-Button-Switch-1A-125V-AC-2A-125V-AC-Mouse-Switch-3Pins-Micro/3241083_32840177333.html

• Yay (2 adet lazım olacak, 0.8x8x15mm):
  https://www.aliexpress.com/item/10pcs-stainless-steel-compression-spring-non-corrosive-tension-spring-surface-passivated-extension-springs/32846033340.html

• SC16-6 Kablo pabucu (2 adet sadece prob için. Tüm düzenek için 6 adet civarı gerekecek)
  https://www.aliexpress.com/item/10PCS-SC16-6-Tined-copper-connecting-terminabolt-hole-cable-lugs-battery-terminals-16mm-square-wire/32824557520.html

SC16-6 pabuçları kablolara ve bakır çubuklara lehimlemek için klasik lehim makinesi yetersiz kalacaktır. Ya 200-300w gibi yüksek güçte bir makine ile denemelisiniz, ya da bence en garantisi bir torch kullanmak. Bende mangal yakmak için kullanılan tüplerden var onu kullanıyorum. Kablo pabuçlarının üst kısmı eğer delik değilse lehimi içine doğru akıtmak için küçük bir delik açmanız gerekebilir.

Buraya kadar prob için olanlardı. Tüm sistem için ayrıca gerekenler:

• 300cca üzeri oto aküsü. Genellikle internette okuduğum kadarıyla minimum 200A akımın punta için yeterli olduğu yazılmış. Ne olur ne olmaz diye ben bunu tercih ettim. Ayrıca aküyü mümkün olduğunca şarjlı olarak tutun.

• Zamanlama modülü:
  https://www.aliexpress.com/item/12V-DC-Multifunction-Self-lock-Relay-PLC-Cycle-Delay-Time-Timer-Switch-Module/32670881629.html

Bu modülün toplamda 18 fonksiyonu bulunmakta ama biz sadece 2. fonksiyonu kullanacağız. Ayrıca tetiklemeyi iyileştirmek adına da röleyi çıkarıp yerine bir PNP mosfet yerleştirdim. Sistem içinde kullanacağımız oto rölesi 500mA civarı bir akım çektiği için 3-5A akımı sürebilen bir P kanal mosfet yeterli olacaktır. Ben elimde bulunan IRF4905 kullandım. Mosfetin lehimlenmesini resimlerden açıkça görebilirsiniz. Ayrıca bir de 10K’lık pull down direnci gerekli olacak.

Ayrıca zamanlama modülü ile diğer bir husus da dışardan bir 12V kaynakla beslenirse daha sağlıklı olacaktır. Puntalama esnasında anlık voltaj düşümü zamanlama devresinin tam olarak çalışmamasına neden olabilir. Bunun için uygun değerde kapasitör ekleyenler de var ama ben o kadar karışık işe girmek istemedim.

Zaman olarak bahsedecek olursak da, modülün gösterdiği zamanın 5 katı olarak anahtarladığını osiloskoptan gördüm. Ben 3-5ms olarak 0.1mm nikel şeritlerde gayet güzel sonuç aldım. 3-5 ms 5 kat olarak 15-25ms olarak karşılık geliyor. Hatta daha da derine inecek olursak oto rölesinin de 10ms kadar da bir gecikmesi var. Yani 5 değerini seçersek, 5x5=25 25+10=35ms gibi bir zaman değeri oluyor. Tabi tüm bunlarda seçeceğiniz kablonun kalınlığı, kablo pabuçlarının kalitesi gibi etkenler de rol oynamakta.

• 500A oto rölesi:

https://www.aliexpress.com/item/High-Current-Starter-Relay-500A-12V-24V-4Pin-Car-Auto-Power-Master-Switch-LED-Battery-Isolator/32845686197.html

** Röleye flyback diyot eklemeyi unutmayınız. Yoksa mosfetiniz mefta olabilir :) **
https://en.wikipedia.org/wiki/Flyback_diode

** İyi bir punta için punta uçlarınızı her zaman temiz tutun. İnce kum bir zımpara ile bu işi halledebilirsiniz **

• Oto akü kutup başı seti:

https://www.aliexpress.com/item/New-2Pcs-Replacement-Auto-Car-Battery-Terminal-Clamp-Clips-Brass-Connector/32803159129.html

• 25mm NYAF ya da kaynak kablosu. Bu konuda ilk başlarda daha iyi olur düşüncesiyle 35mm kablo kullanmıştım. Fakat oldukça ağır olduğu için prob ile çalışmak çok zor oldu. Ben de 25mm kablo aldım ve şu an arada performans olarak pek bir fark göremedim. Hem de daha hafif olduğundan çalışması daha kolay oldu.

Aşağıda kısa ve biraz da acemice çekilmiş bir video var

Videoda görüldüğü üzere kolaylıkla 0.1mm pirinç şeritleri bu sistemle punta yapabilirsiniz. Ayrıca bataryanın full olması şartıyla 0.2mm pirinç ve 0.1mm bakır denemelerim de oldu.

Ayrıca da yukarıdaki diğer videoda bakır şeritleri bu sistemle kolayca nasıl lehimleyebileceğinizi anlatmaya çalıştım.

Türkiye'den arkadaşlar için liste vereyim:

• Akü:
  https://kolayoto.com/hugel-action-12v-44ah-360cca.html

• Pirinç şerit keserek yapmak için:
  https://www.metalal.net/urun/pirinc-rulo-0-10-mm-ad-350-x-1000

• Bakır rulo da deneyebilirsiniz:
  https://www.metalal.net/urun/bakir-rulo-0-10-ad

• 2.5mm bakır çubuk:
  http://www.azza13.com/25-mm-Capinda-30-cm-Uzunlugunda-Bakir-Cubuk-Paket-Icerigi-5-Adet,PR-125.html

• 25mm Kaynak Kablo:
  https://www.badem10.com/urun/sevtel-1-metre-kaynak-kablosu-1x25-mm-bakir-iletkenli