From Tool Making ~ Homemade Spot Welder

From Tool Making ~ Homemade Spot Welder

(Continuing from last blog) Regarding the homemade spot welder, the transformer used requires the removal of the secondary coil that  generates high voltage. This coil must be replaced with one that provides low voltage and high current for use in spot welding. Initially,  I thought about cutting the secondary coil itself with a saw or angle grinder without removing the core, but since the coil was wound so tightly,  it couldn’t be easily extracted without first drilling holes to create gaps. Simply hammering it didn’t work. After quite a bit of trouble, I ended  up cutting through the core of both transformers with a hacksaw, which made the removal of the secondary coil much easier.

I planned to purchase a high current cable for the secondary coil on the output side and wind it several times around the space where  the high-voltage coil had been removed. While flexible cables made of thin twisted wires are convenient, they are expensive, especially for thicker  types, and the core wires tend to be relatively thin compared to the overall thickness. To ensure a stable supply of high current, I decided it would  be better to use solid copper wire. I chose a 6.4 mm diameter copper wire, coated for insulation. I found a 2-meter copper wire for about $25 (around 1700 yen) and purchased one. Since the wire was stiff, I softened it by heating it thoroughly  with a gas burner until it became easy to bend. For insulation, I applied two coats of enamel paint and allowed it to dry, then wrapped it with  tape to create a double layer of insulation.

I wanted to wind this copper wire as the secondary coil around the cores of two transformers in series, but winding it directly posed a risk  of damaging the insulation tape. To avoid this, I made a wooden mold the same size as the transformer core, fixed it in place with a vise,  and began winding the wire. Since the wire, being almost like a 6.4 mm copper rod, was difficult to wind smoothly even after softening, I had to  hammer it into shape using a rubber mallet. In the end, I managed to wrap it three times around one transformer and two and a half times  around the other, which was the best I could do. After finishing the coils, I removed them from the mold and fitted each onto the corresponding transformer. However, the sharp edges of  the cores posed a risk of damaging the insulation upon contact. To address this, I used an angle grinder to round off the corners of the cores,  which allowed the coils to fit properly without damaging the insulation.

Now, I need to test if everything works properly. Although I still have to weld the cut transformer cores, I decided to perform a test before that.  Since the cores were still cut, I placed an anvil on top of them as a weight and then connected the power. Of course, I checked  the continuity and insulation with a tester beforehand. Here, unlike Japan’s 100V system, we use 240V, so I had to be extra cautious  to avoid the risk of electric shock. After thoroughly checking everything, I connected the primary coils in parallel and planned to measure  the voltage across the secondary coils in series. With great caution, I flipped the power switch, and the moment I did, there was an incredibly loud “BANG!”


⚙️ من صناعة الأدوات إلى بناء جهاز لحام نقطي منزلي

(تتمّة للمدوّنة السابقة)
في ما يتعلّق بجهاز اللحام النقطي الذي صنعته بنفسي، كان من الضروري تعديل المحوّل الكهربائي المستخدم فيه. فقد قمت بإزالة الملفّ الثانوي الذي يولّد الجهد العالي، واستبدلته بملفّ جديد يمنح جهداً منخفضاً وتياراً عالياً مناسباً لعمليّة اللحام النقطي. في البداية، فكّرت في قطع الملفّ الثانوي مباشرةً باستخدام منشار أو آلة صنفرة من دون تفكيك النواة الحديدية، لكن تبيّن أن الملفّ ملفوف بإحكام شديد، بحيث لا يمكن استخراجه بسهولة من دون حفر ثقوب صغيرة لخلق فراغات. ولم يُجدِ الطَرق بالمطرقة نفعاً. وبعد معاناة طويلة، اضطررت في النهاية إلى قطع نواة المحوّلين بمنشار يدوي، مما سهّل كثيراً إزالة الملفّ الثانوي.

بعد ذلك، خطّطت لشراء كابل تيار عالٍ لتكوين الملفّ الجديد في جانب الإخراج، ولفّه عدّة مرات في المساحة التي أُزيل منها الملفّ عالي الجهد. الكابلات المرنة المصنوعة من أسلاك دقيقة ملتوية مريحة في الاستخدام، لكنها باهظة الثمن، وخاصة الأنواع السميكة منها، كما أن الأسلاك الداخلية فيها غالباً ما تكون أرقّ من المتوقع. ولضمان تيار مستقرّ وقوي، قرّرت استخدام سلك نحاسي صلب بدلاً من الكابلات المرنة. اخترت سلكاً نحاسياً بقطر 6.4 ملم، معزولاً بطبقة واقية. وجدت قطعة بطول مترين بسعر يقارب 25 دولاراً أمريكياً (حوالي 1700 ين ياباني)، فاشتريتها. ولأن السلك كان صلباً جداً، سخّنته جيداً بواسطة موقد غاز حتى أصبح ليناً وسهل التشكيل. بعد ذلك، غطيته بطبقتين من طلاء المينا العازل، وانتظرت حتى يجف تماماً، ثم لففته بشريط لاصق لتأمين عزل مزدوج.

كنت أعتزم لفّ هذا السلك حول نواتي محوّلين موصولين على التوالي. لكن لفّه مباشرةً كان قد يسبّب تلفاً للعزل، لذلك صنعت قالباً خشبياً مطابقاً لحجم النواة، وثبّته في ملزمة معدنية، وبدأت اللفّ. ومع ذلك، حتى بعد التسخين، بقي السلك النحاسي بقطره الكبير صعب التشكيل، فاضطررت لاستخدام مطرقة مطاطية لتقويمه أثناء اللفّ. وفي النهاية، تمكّنت من لفّه ثلاث مرات حول أحد المحوّلين ومرتين ونصف حول الآخر، وهو الحدّ الأقصى الممكن. بعد الانتهاء من اللفّ، أزلت الملفّات من القالب وثبّتها على النوى الحديدية المقابلة. لكن حواف النوى كانت حادّة، مما قد يتلف العزل عند الملامسة. لذلك استخدمت آلة الصنفرة لتدوير زوايا النوى بلطف، مما سمح بتركيب الملفّات بإحكام ومن دون أي ضرر.

بقي الآن اختبار ما إذا كان كل شيء يعمل كما يجب. على الرغم من أنني لم أقم بعد بلحام النوى المقطوعة، قرّرت إجراء اختبار مبدئي. وضعت قطعة معدنية ثقيلة فوق النوى كوزن ثابت، ثم وصلت الكهرباء، بعد أن تحقّقت بعناية من سلامة العزل واستمرارية التيار بواسطة جهاز الفحص. يجب أن أشير هنا إلى أن نظام الكهرباء لدينا في نيوزيلندا يعمل بجهد 240 فولت، على عكس النظام الياباني الذي يعمل بجهد 100 فولت، مما يجعل العمل أكثر خطورة ويتطلّب أقصى درجات الحذر لتجنّب الصدمات الكهربائية. بعد مراجعة كل شيء بدقّة، وصلت الملفات الأولية على التوازي، واستعددت لقياس الجهد على الملفات الثانوية المتّصلة على التوالي.

ثم، بكل حذر، أدرْت مفتاح التشغيل… وفجأة، دوّى صوت انفجار قوي — “بانغ!” — ملأ المكان، ليذكّرني مجدداً بأن طريق الابتكار لا يخلو من المغامرة، وأن كل تجربة، مهما بدت محفوفة بالمخاطر، تقرّبنا خطوة من الإتقان الحقيقي.