Design and tests of transformer resistance spot welder

• Autorzy: Smolarski Aleksander , Wesołowski Marcin

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2021.12.5

Warianty tytułu

PL

Konstrukcja i badania transformatorowej oporowej zgrzewarki punktowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Welding is a common way of permanently joining two materials together. Classical welding uses additional medium and electrical current to do so. Resistance Spot Welding (RSW) is a different approach – it does not use any additional welding material. In the research paper the theory of the operation of RSW is discussed. This covers the theory of spot welding, the build of the typical machines, discussion over each component and their impact on weld quality. The design and build process of spot welder used to spot weld 18650 cells into more powerful battery packs is conducted. Test of the built machine were presented and discussed.

PL

Spawanie to powszechnie używany sposób trwałego łączenia ze sobą dwóch materiałów. Klasyczne spawanie wykorzystuje w tym celu spoiwo spawalnicze topione za pomocą wysokiego prądu elektrycznego. Zgrzewanie punktowe oporowe (Resistance Spot Welding) jest inne, gdyż nie wykorzystuje innych dodatkowych materiałów. W artykule omówiono teorię zgrzewania punktowego, budowę typowych maszyn, dyskusję na temat każdego elementu i ich wpływ na jakość zgrzewu. W celu poparcia teorii, zostały przeprowadzone odpowiednie symulacje komputerowe. Porównano różne implementacje zgrzewania punktowego dla różnych zastosowań. Przedstawiono przykładowe rzeczywiste zastosowania różnych typów maszyn. Opisany został proces projektowania, a następnie budowy zgrzewarki punktowej służącej do zgrzewania ogniw akumulatorowych. Przeprowadzano i omówiono następuje testy: test transformatora dla różnych obciążań uzwojenia wtórnego, test zgrzewania punktowego obejmujący zgrzewanie taśm stalowych używanych do łączenia ogniw. Ponadto podjęto próbę zgrzewania samych ogniw.

Słowa kluczowe

EN

spot welder; Resistance Spot Welding

PL

zgrzewarka punktowa impulsowa; zgrzewanie; zgrzewanie punktowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 62, nr 12
• Strony: 26--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Smolarski Aleksander

• Instytut Elektroenergetyki, Politechnika Warszawska, Warszawa

autor

Wesołowski Marcin

• Instytut Elektroenergetyki, Politechnika Warszawska, Warszawa

Bibliografia

• [1] Mallaradhya, H.M. & Kumar M, Vijay & Ranganatha, R. & Darshan, S. & Lochan, (2018). Resistance Spot Welding, A Review. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development. 8. 403-418. 10.24247/ijmperdapr201846.
• [2] Podržaj, Primož & Polajnar, I. & Diaci, J. & Kariž, Z. (2008). Overview of resistance spot welding control. Science and Technology of Welding & Joining. 13. 215-224. 10.1179/174329308X283893.
• [3] Masomtob, Manop & Sukondhasingha, Rawitat & Becker, Jan & Sauer, Dirk. (2017). Parametric Study of Spot Welding between Li-ion Battery Cells and Sheet Metal Connectors. Engineering Journal. 21. 457-473. 10.4186/ej.2017.21.7.457.
• [4] “Resistance Welding Manual”, (2009), Ruukki, Rautarunkki Corporation Helsinki, Finland.
• [5] RESISTANCE WELDING CONTROLS AND APPLICATIONS, ENTRON Controls, LLC., F Revised 2014
• [6] Arunchai, Thongchai & Sonthipermpoon, Kawin & Apichayakul, Phisut & Tamee, Kreangsak. (2014). Research Article Resistance Spot Welding Optimization Based on Artificial Neural Network. Manufacturing Engineering. 2014. 10.1155/2014/154784.
• [7] Spot-Weld Service Life Estimate Based on Application of the Interfacial Crack Concept, Nikolić, Ružica R., Djoković, Jelena M., Hadzima, Branislav, Ulewicz, Robert
• [8] Pouranvari, Majid & Marashi, Pirooz. (2013). Critical review of automotive steels spot welding: Process, structure and properties. Science and Technology of Welding and Joining. 18. 361-403. 10.1179/1362171813Y.0000000120.
• [9] Ozsarac, Ugur, (2012), “Investigation of Mechanical Properties of Galvanized Auotomotive Sheets Joined by Resistance Spot Welding”, ASM International journal.
• [10] Information retrieved from: https://www.azahner.com/resources/metal-hardness/
• [11] A. S. Baskoro, M. R. Trianda, J. Istiyanto, S. Supriyadi, D. A. Sumarsono and G. Kiswanto, „Effects of welding time and welding current to weld nugget and shear load on electrical resistance spot welding of cold rolled sheet for body construction,” 2014 International Conference on Electrical Engineering and Computer Science (ICEECS), Kuta, Bali, Indonesia, 2014, pp. 289-293, doi: 10.1109/ICEECS.2014.7045264.
• [12] N.T. Williams & J.D. Parker (2004) Review of resistance spot welding of steel sheets Part 1 Modelling and control of weld nugget formation, International Materials Reviews, 49:2, 45-75, DOI: 10.1179/095066004225010523
• [13] Rezaei, Danial & Heidarshenas, Behzad & Baniasadi, Fazel. (2018). Determination of Nugget Size in Resistance Projection Welding by Means of Numerical Method and Comparison with Experimental Measurement. 10.20944/preprints201810.0249. v1.
• [14] https://quickfield.com/free_soft.htm (dostęp 04.12.2021)
• [15] Zhou, Kang & Yao, Ping. (2017). Review of Application of the Electrical Structure in Resistance Spot Welding. IEEE Access. 5. 25741-25749. 10.1109/ACCESS.2017.2771310.
• [16] W. Li, D. Cerjanec, and G. A. Grzadzinski, „Acomparative study of singlephase AC and multiphase DC resistance spot welding,” J. Manuf. Sci. Eng., vol. 127, no. 3, pp. 583589, 2005.
• [17] N. Eawsakul, S. Hongprapas and C. Reaungepattanawiwat, „Development of a Portable Spot Welder,” 2019 16th International Conference on Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON), 2019, pp. 561-564, doi: 10.1109/ ECTI-CON47248.2019.8955157.
• [18] Information retrieved from: https://www.eaton.com/us/en-us/catalog/electronic-components/xt-supercapacitor.html
• [19] Information retrieved from: https://www.kickstarter.com/projects/repowered/nano-spot-welding-just-got-easy-and-affordable
• [20] Information retrieved from: https://www.batterysystems.net/centennial-automotive-battery-151r-75-group-151r
• [21] http://www.datasheet.es/PDF/1090150/INR18650-20Q-pdf.html