FNIRSI SWM-20 to przenośna zgrzewarka punktowa do akumulatorów, która łączy taśmę niklową z biegunem ogniwa w ułamku sekundy. Prąd o wartości do 1200 A płynie tak krótko, że ciepło nie zdąży wniknąć w głąb ogniwa - a to jest cała różnica między zgrzewaniem a lutowaniem, przy którym rozgrzana kolba wygrzewa ogniwo przez kilkanaście sekund.
Urządzenie pracuje w trybie podwójnego impulsu. Pierwszy, słabszy impuls przebija warstwę tlenków i przygotowuje styk, drugi wykonuje właściwy zgrzew na oczyszczonej już powierzchni. Efekt jest widoczny gołym okiem: mniej przypaleń, mniej odpadających punktów i powtarzalność wyższa niż przy pojedynczym impulsie, zwłaszcza na ogniwach używanych.
Zakres pracy sięga 0,5 mm, ale realny limit zależy od materiału - stal przyjmuje pełne 0,5 mm, czysty nikiel około 0,25 mm, ponieważ lepiej przewodzi prąd i trudniej go rozgrzać w punkcie styku. Moc ustawia się pokrętłem enkodera, a ponad 10 000 poziomów regulacji pozwala trafić w energię zgrzewu zamiast przeskakiwać między biegami. Parametry i stan akumulatora widać na kolorowym ekranie 2,4 cala.
Zgrzewarka zasilana jest własnym akumulatorem, więc działa bez gniazdka - w warsztacie, w terenie i przy serwisie u klienta. Po pracy służy jako powerbank 5 V / 2,1 A.
Oba modele zgrzewają prądem 1200 A i oba pracują na własnym akumulatorze z funkcją powerbanku. Różnią się dwiema rzeczami, które przekładają się na pracę: zakresem grubości materiału i sposobem regulacji mocy. SWM-10 sięga 0,25 mm i ma cztery biegi, SWM-20 sięga 0,5 mm i pozwala ustawić moc płynnie.
SWM-20 sprawdzi się przy taśmie grubszej niż 0,25 mm, przy pakietach o dużym poborze prądu oraz tam, gdzie materiał zmienia się często i energię zgrzewu trzeba dobierać precyzyjnie, bez kompromisu między dwoma biegami. Przy stałej pracy z cienką taśmą niklową do pakietów 18650 wystarczy zgrzewarka FNIRSI SWM-10.
Ogniwo litowe źle znosi długie nagrzewanie. Elektrolit i separator zaczynają degradować się już przy kilkudziesięciu stopniach powyżej temperatury pracy, a lutowanie bieguna wymaga utrzymania grotu na styku przez kilkanaście sekund - ciepło zdąży wtedy przejść przez blachę w głąb ogniwa. Skutkiem bywa spadek pojemności, wzrost rezystancji wewnętrznej i skrócenie żywotności, często niewidoczne od razu.
Zgrzewanie oporowe rozwiązuje ten problem czasem, a nie temperaturą. Ilość ciepła opisuje zależność Q = I² × R × t: przy prądzie liczonym w setkach amperów wystarczy impuls trwający milisekundy, żeby w samym punkcie styku wydzielić energię potrzebną do połączenia metali. Reszta ogniwa nie zdąży się nagrzać, bo ciepło nie ma kiedy się rozejść.
Stąd też bierze się znaczenie docisku i czystości powierzchni. Rezystancja R w tym równaniu to głównie rezystancja styku - warstwa tlenków albo luźno przyłożona elektroda potrafią ją zmienić kilkukrotnie, a razem z nią energię zgrzewu. To dlatego dwa zgrzewy przy identycznym ustawieniu mocy mogą wyjść zupełnie inaczej.
Do pakietów 18650 najczęściej używa się taśmy o grubości 0,1-0,15 mm i szerokości 6-10 mm. Nikiel platerowany stalą zgrzewa się łatwiej niż czysty nikiel, bo ma wyższą rezystancję i szybciej nagrzewa się w punkcie styku - dlatego SWM-20 przyjmuje go do 0,4 mm, a czysty nikiel do 0,25 mm. Czysty nikiel wybiera się tam, gdzie liczy się jak najmniejsza rezystancja połączenia.
Wytrzymałość zależy bardziej od przekroju taśmy i liczby punktów niż od samej zgrzewarki. Przy pakietach o dużym poborze prądu stosuje się grubszą lub podwójną taśmę i po dwa zgrzewy na każdy biegun, rozstawione tak, żeby prąd rozkładał się na oba. Pojedynczy punkt na cienkiej taśmie wystarczy przy małym obciążeniu, ale przy kilkudziesięciu amperach stanie się najsłabszym ogniwem.
Przy jednym impulsie cała energia idzie w powierzchnię, która może być pokryta tlenkami - rezystancja styku jest wtedy nieprzewidywalna i zgrzew wychodzi raz za słaby, raz przypalony. Podwójny impuls rozdziela to na dwa etapy: pierwszy przygotowuje styk, drugi zgrzewa już powtarzalnie. Największą różnicę widać przy ogniwach używanych i taśmie leżącej dłużej w magazynie.
Zgrzewarka nie rozróżnia chemii ogniwa - liczy się materiał i grubość blachy, którą łączy. Pakiety NiMH, LiFePO4 i Li-Ion zgrzewa się tak samo, o ile taśma mieści się w zakresie 0,1-0,5 mm. Różnice dotyczą raczej samych ogniw: NiMH znoszą nieco wyższą temperaturę, ale zasada krótkiego impulsu obowiązuje niezależnie od typu.
Odpadający zgrzew oznacza zwykle za małą energię, zbyt słaby docisk elektrod albo zabrudzoną powierzchnię. Przypalenie i dziura w taśmie to objaw odwrotny - za duża energia albo zbyt długi impuls. Ustawienia dobiera się od najniższego, podnosząc je co jeden krok i sprawdzając zgrzew na odcinku taśmy poza pakietem. Warto też oczyścić końcówki pióra, bo zużyta powierzchnia elektrody zmienia rezystancję styku.
