典型電纜連接器的裝配質(zhì)量控制措施

文偉 王利超，楊開穩(wěn)，周渝亮

深圳市羅庚電氣有限公司，廣東 深圳 518000 

Assembly quality control measures for typical cable connectors

Wenwei, Wang Lichao, Yang Kaijun, Zhou Yuliang

Shenzhen Luogeng Electric Co., LTD., Shenzhen, Guangdong 518000

摘  要： 電纜連接器廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，是確保電氣信號(hào)正確、可靠的重要設(shè)備。電纜連接器有多種類型，包括低頻、高頻、圓形、矩形等。在電纜連接器的組裝過程中，必須對(duì)連接器的選擇、預(yù)處理、壓接、焊接、測試等過程進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。若組裝過程中發(fā)生了接地線斷裂、線芯與線芯短路、線芯與連接器外殼短路、連接器偶件接觸不良、端點(diǎn)不良等問題，都會(huì)對(duì)整個(gè)電子設(shè)備及系統(tǒng)的可靠性造成很大的影響，因此，在產(chǎn)品組裝和制造中，必須對(duì)產(chǎn)品的組裝工藝進(jìn)行有效的質(zhì)量控制。本文主要介紹了管式和X型電纜連接器的特性、用途和裝配工藝控制措施。通過實(shí)際應(yīng)用，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞： 電纜連接器 裝配質(zhì)量控制 措施探究

Abstract: Cable connector is widely used in aerospace, military industry, electronic products and other fields, and it is an important equipment to ensure the correct and reliable electrical signal. There are many types of cable connectors, including low frequency, high frequency, circle, rectangle, etc. During the assembly process of the cable connector, the connector selection, pretreatment, bonding, welding and testing processes must be strictly controlled to ensure the quality of the product. If the grounding line fracture occurred in the process of assembly, core and wire core short circuit, core and connector shell short circuit, connector parts contact, bad endpoint, will cause great influence on the reliability of the electronic equipment and system, therefore, in the product assembly and manufacturing, must be on the product assembly process for effective quality control. This paper mainly introduces the characteristics, use and assembly process control measures of tube and X cable connector. Through the practical application, the good results have been achieved.

Key words: cable connector assembly quality control measures to explore

 隨著通信行業(yè)的迅速發(fā)展，連接器的使用越來越廣泛，其使用范圍也越來越廣泛。該接頭可將兩個(gè)活動(dòng)裝置連接起來，向外部傳輸電力或其他信息，形成通信和通信的樞紐，推動(dòng)電流的傳輸，從而達(dá)到預(yù)期的目的。連接器作為通信的重要部件，其組合形式、結(jié)構(gòu)和類型十分繁復(fù)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)力的不斷提高和市場需求的不斷增加，連接器的使用領(lǐng)域也日益廣泛，但其性能、價(jià)格等因素的制約也日益顯現(xiàn)。在電路中，有一個(gè)接頭用于隔離，或是分開的電線和電線，搭建一個(gè)橋梁，以便于通訊，并實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。連接器的電氣性能主要有：連接電阻、電阻、電阻等，高質(zhì)量的連接電阻要求更高，電阻更?。辉陔娞匦苑矫?，需要在連接件與外殼或連接件與連接件之間具有額定額定的壓力；就絕緣電阻而言，要求在100至1000 M的范圍中，在接觸設(shè)備和外殼或連接件與連接件的連接件間，必須有良好的絕緣特性。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，插頭的內(nèi)力要小得多，而脫開力剛好相反，不然會(huì)影響到連接件的穩(wěn)定。②對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，從耐濕性、熱性、鹽霧等方面進(jìn)行了研究?？諝鉂穸葘?duì)接頭的隔熱和腐蝕部位都有影響；連接器工作在65~200攝氏度時(shí)，因接觸表面的電流而產(chǎn)生加熱，因此會(huì)逐步升溫，隨應(yīng)用環(huán)境而變化；在潮濕、高濕度和高含鹽度條件下，連接件會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，使其失效。

一、管式濾波電容電纜連接器質(zhì)量控制

普通的管式π型濾波電纜連接器的濾波元件濾芯是由鐵氧體套筒和圓筒形陶瓷管構(gòu)成，按順序排列[1]。在圓筒型過濾器接觸器結(jié)構(gòu)中，電容器的內(nèi)壁和內(nèi)壁被分別涂敷于該電極，形成兩個(gè)電容器，內(nèi)部電極與觸頭連接。接地磚是由珍貴的金屬制作而成，上面有許多細(xì)小的孔洞，類似于隔板上的孔洞，過濾裝置就是從這些孔洞里穿過去的。在接觸處，陶瓷管電容器的接地極均與的連接，如圖1所示。采用屏蔽、接地、過濾等措施，提高了對(duì)干擾的抗干擾能力。

圖 1 管式電纜連接器示意圖

該管式電容濾波電纜連接器在研制階段，在完成了環(huán)氧樹脂的固化后，對(duì)其進(jìn)行了絕緣電阻測量[2]，結(jié)果表明，部分濾波器的接線不合格（接線間的絕緣電阻應(yīng)為5000 M歐姆，接線端－殼體的絕緣電阻應(yīng)大于2000 M，試驗(yàn)電壓為100 V）。一些合格的產(chǎn)品，在隔離一段時(shí)間后，會(huì)對(duì)其進(jìn)行絕緣電阻測試，結(jié)果是新的不合格產(chǎn)品。選擇部分絕緣電阻大于10000 M的濾芯電纜，根據(jù)用戶的使用情況進(jìn)行充電試驗(yàn)，經(jīng)過一段時(shí)間后，個(gè)別電纜的焊接部位會(huì)產(chǎn)生5054 A/B的環(huán)氧樹脂，絕緣電阻下降到十兆歐姆，發(fā)生短路等故障，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。

從濾芯的結(jié)構(gòu)和制作技術(shù)的角度分析，發(fā)現(xiàn)問題的主要原因是：1）陶瓷管電容器中的陶瓷粉受到有機(jī)、無機(jī)材料的污染，以及不合理的燒結(jié)工藝，導(dǎo)致陶瓷管電容器內(nèi)部出現(xiàn)孔洞、微裂縫等缺陷，這些孔隙、微裂縫容易導(dǎo)致漏電流，漏電流使器件內(nèi)部局部發(fā)熱，進(jìn)而導(dǎo)致陶瓷介質(zhì)的溫度下降；(4)5054 A/B的環(huán)氧樹脂固化溫度不夠高，且不能充分利用組分不合理或不均勻的5054 A/B；(5）陶瓷管電容器為銀，當(dāng)電容器溫度高時(shí)，由于水分子的滲透，會(huì)產(chǎn)生電解反應(yīng)。在陽極，有一種氧化反應(yīng)。氫氧化銀在陰極與氫離子反應(yīng)，形成了銀和水。由于電極的作用，銀離子在陰極中不斷地分裂成不連續(xù)的銀微粒，這些微粒通過水膜黏附在一起，并以樹狀形式進(jìn)入陽極。銀離子的轉(zhuǎn)移不僅發(fā)生在無機(jī)介質(zhì)上，而且還會(huì)擴(kuò)散到無機(jī)介質(zhì)中，增加漏電流，甚至使兩個(gè)銀電極都發(fā)生短路，導(dǎo)致電容斷裂[3]。

對(duì)這些措施進(jìn)行了分析、探討，并提出了相應(yīng)的改善措施。

(1）為提高電容的抗拉、壓縮強(qiáng)度，必須對(duì)進(jìn)料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使電容器的內(nèi)外壁厚度由0.35 mm增至0.5 mm。

(2）在產(chǎn)品篩選之前，需要陶瓷管電容的供貨商在下列情況下進(jìn)行溫度沖擊測試。-55℃-30分鐘，負(fù)極限溫度；③從低溫向高溫的過渡不應(yīng)該大于5分鐘；③將正極溫度維持在+125℃30分鐘。

(3）用20倍放大器100%檢測陶瓷電容器，將有瑕疵的陶瓷電容器剔除。

(4）因?yàn)樘沾刹牧媳冉饘俨牧暇哂懈偷臒醾鲗?dǎo)率，因此在每次高溫時(shí)，為了防止陶瓷管電容器產(chǎn)生收縮應(yīng)力，需要將其與熔爐一起冷卻。

(5）對(duì)濾光片插座總成的清潔工藝進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從zui初的超聲波清潔到三次的浸漬（SJ20632-1997條，規(guī)定：超聲波清洗有可能對(duì)一些部件造成損害，尤其是對(duì)集成電路和半導(dǎo)體設(shè)備），并且需要用軟刷子清潔過濾器插座部件上的錫珠粒和其他雜物。對(duì)多組分的膠粘劑，要嚴(yán)格按生產(chǎn)工藝文件的規(guī)定進(jìn)行配比，并充分混合，避免由于配比不當(dāng)或混合不當(dāng)，造成膠料不易固化或強(qiáng)度不足。

(6）將5054 A/B的固化溫度從85℃，1小時(shí)提高到85℃，6小時(shí)。

(7）首先在陶瓷電容的表面涂上一層薄的硅膠，并將其徹底包覆，再用環(huán)氧材料包封，從而達(dá)到改善其防潮、減小其收縮應(yīng)力的目的。

跟蹤檢驗(yàn)改善效果。通過大量的實(shí)際生產(chǎn)和使用，使產(chǎn)品的一次檢驗(yàn)合格率從75%提高到99%，實(shí)施效果良好，穩(wěn)定，深受客戶的好評(píng)，并對(duì)同類產(chǎn)品進(jìn)行了實(shí)踐指導(dǎo)。

二、X型濾波電纜連接器裝配質(zhì)量控制

X型矩形濾波器電纜連接器是在絕緣部件上添加一條側(cè)槽，并利用側(cè)裝片型電容與接地板之間的接觸來實(shí)現(xiàn)電容接地；接地片具有彈性，確保片狀電容與插針緊密結(jié)合，以達(dá)到對(duì)連接器的過濾作用。內(nèi)部核心部件由軸銷與殼體鉚釘連接。它同時(shí)采用了接地、屏蔽、濾波等技術(shù)，在航空航天等領(lǐng)域中起到了很好的作用[4]。

在安裝矩形濾波器的電纜接頭時(shí)，常遇到下列問題。(1）電容安裝不到位、易脫落；(2）接地板與電容之間的接觸面易發(fā)生變形、破損，甚至破裂；(3）由于擠壓電容器而導(dǎo)致的破裂問題；(4）因接地板的破裂或電容器的破裂，從而造成電容故障；(5）絕緣子比外殼端表面高，從而使軸銷難以安裝。這些問題對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)造成了很大的影響，甚至在日常測試中也接連發(fā)生不合格現(xiàn)象，并且返工頻繁，往往一批產(chǎn)品要返工2-3次，質(zhì)量無法得到保障。分析過濾光纜連接器芯被裝配到外殼中的工藝：

圖 2 內(nèi)芯組件推入前的零件位置示意圖

從圖2可以看出，地圖片的彎曲對(duì)電容器具有很大的彈力，所以在推進(jìn)電容器內(nèi)部時(shí)，必須在兩個(gè)地方與電容器和上絕緣子保持接觸，防止電容器傾斜、翻轉(zhuǎn)或掉落。接地耳內(nèi)腔與上絕緣子之間的護(hù)套易發(fā)生脫位，使得耳底表面發(fā)生變形，從而使上絕緣子的接地耳與梯級(jí)表面不能配合。隨著對(duì)這些知識(shí)的深入了解，下面的理由也被找到。在迅速推進(jìn)內(nèi)芯總成時(shí)，接地耳片的寬度比殼體空腔的寬度尺寸大，接地耳片受到殼體口支撐竿的擠壓，從而使電容器和曲率接地耳片之間的力增加（見圖2 D），從而造成不同程度的損傷。引起的耳片、電容的破壞主要是由于長方形電容與上絕緣子容許間隙沿高度方向存在大的空隙，而下絕緣子相應(yīng)的插頭存在大的倒角；接地耳片的下部和上層絕緣子的階梯面之間存在著一定的空隙，使接地耳片的半徑和電容的接觸位置發(fā)生了變化。當(dāng)內(nèi)芯裝置被推進(jìn)時(shí)，電容會(huì)被地線上的電弧所吸引，從而導(dǎo)致電容發(fā)生傾斜。后傾電容器的刀尖在得耳曲率上施加剪力，會(huì)造成地耳片的變形，甚至折斷。此外，電容器的主體結(jié)構(gòu)是陶瓷，這種材料很容易受到外力的影響。安裝完畢后，無法檢測的耳片和電容器的破損情況，所以必須100%檢測出產(chǎn)品的電容，如果檢測不合格，再進(jìn)行修復(fù)。然而，零件的損毀程度卻不盡相同：對(duì)于那些造成輕微損害的產(chǎn)品，通常會(huì)在送檢時(shí)進(jìn)行性能指標(biāo)的檢測。而一般的檢驗(yàn)，如對(duì)破損比較嚴(yán)重的產(chǎn)品進(jìn)行抽樣，經(jīng)過諸如振動(dòng)、沖擊等的力學(xué)實(shí)驗(yàn)，則有可能導(dǎo)致產(chǎn)品的正常電學(xué)性能測試失效，從而導(dǎo)致產(chǎn)品失效。

通過對(duì)接地耳的不斷分析與探討，提出了以下幾點(diǎn)改進(jìn)意見：①建議并調(diào)整接地耳的內(nèi)腔尺寸，增加配合間隙。但是，工程實(shí)施后，其成效并不顯著。②提出并修改上部絕緣子電容槽的高度，并對(duì)下部絕緣子進(jìn)行了明確的規(guī)定：在規(guī)定的邊沿不得倒角，以降低電容的傾角，并解決有關(guān)問題。雖然在項(xiàng)目實(shí)施后，工作量有所降低，但是問題仍然沒有得到徹底解決。③對(duì)組裝訂單的更改。首先將引腳、上絕緣子、接地耳片裝配在一起，這樣它們就可以很好地地結(jié)合在一起，沒有任何空隙。④特殊工具的設(shè)計(jì)。由于電容的尺寸和安裝空間的限制，使得電容無法被直接輸送到現(xiàn)場。用鉗子固定電容是一件很困難的事情，在將電容插入槽內(nèi)時(shí)，由于接地體曲率是電容的一部分，所以在安裝電容時(shí)，電容器會(huì)發(fā)生傾斜，或者翻倒，無法平整。用鉗子往下壓時(shí)，很可能會(huì)造成電容的損傷。為此，研制了一套特殊的電容器組裝工具。電容器的兩端由底板底部的凹槽所夾持，因?yàn)榘惭b空間較小，因此，夾持力必須來自模具自身。它使頂部進(jìn)口滑條可以通過手動(dòng)地控制上下運(yùn)動(dòng)來上下運(yùn)動(dòng)。

采用滑條裝配電容器的原理：在頂部進(jìn)給滑條位于上端（在底板的上端）時(shí)，襯底的溝槽高度空間zui大，從而可以將電容器裝載和夾持；電容器和上端的電容器對(duì)齊，使支架快速下降，使頂部進(jìn)給滑條從上到下，這時(shí)，頂部進(jìn)入滑條在zui長的地方，電容器從底部的凹槽中被推入，電容器垂直地被送到絕緣子，再把電容器垂直地送到絕緣子上，再把它壓平。在使用此裝配工裝時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)裝配電容器的一部分會(huì)被彈出，造成再裝配，不能完成全部電容器的裝配。經(jīng)分析認(rèn)為，產(chǎn)生這種情況的主要原因在于接地電弧與電容之間的接觸位置不正確，使電容在電容器塊上受向上的作用力所致。通過調(diào)整接地線的設(shè)計(jì)大小，可以達(dá)到所需的目的。在裝配時(shí)，通過改變裝配順序，用專門的工具把電容器裝配起來，這樣就可以防止電容器在裝配時(shí)產(chǎn)生垂直均勻的作用力，從而避免了電容器易掉落、被擠斷的現(xiàn)象；該方法可有效防止接地體電弧與電容觸點(diǎn)之間的相互作用力而導(dǎo)致接地體受力破壞或破壞；同時(shí)，還可防止因電容器或地線不符合標(biāo)準(zhǔn)而造成的故障。采用上述方法，可使得耳片與絕緣子、外殼相結(jié)合，避免了錯(cuò)位、間隙等缺陷。

通過多批次的實(shí)際生產(chǎn)和使用，產(chǎn)品的裝配合格率達(dá)到了64.6%-99%，并取得了較好的效果。同時(shí)，也為我國軍用濾芯電纜連接器的建設(shè)掃清了技術(shù)壁壘，開辟了一條新的途徑。

三、小結(jié)

綜上，在電纜組裝中，電纜接頭的選用要根據(jù)連接場合、使用要求、環(huán)境條件、連接信號(hào)特性等因素來確定，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。壓接工藝是壓接工藝中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，壓接質(zhì)量的好壞將直接關(guān)系到產(chǎn)品的電性能和使用壽命，因此必須合理選用壓接頭、壓接導(dǎo)線、壓接模具和壓接裝置，并配有相應(yīng)的測試儀器，并熟練掌握壓接工藝技術(shù)；在產(chǎn)品研發(fā)和制造中，還需要進(jìn)行可靠性測試，以提高產(chǎn)品的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：文偉（1979年6月）男，漢族，湖南桃江；本科，研究方向： 電纜連接器