張偉 王玉龍 王羚薇

（中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 吉林省長春市 130033）

電子裝備高性能、小型化、輕型化的需求，使電纜組件（也稱“電纜網(wǎng)”）朝著集成化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠、長壽命的方向發(fā)展。在眾多電纜組件中，微矩系列電纜組件產(chǎn)品符合裝備小型化的發(fā)展趨勢，廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、兵器、通信和艦船等軍用領(lǐng)域。微矩系列電纜組件產(chǎn)品的裝配工藝要求較高、操作難點(diǎn)較多。本文將對航空/航天產(chǎn)品中最為常用的一種壓接型微矩電連接器--J30J 系列壓接微矩形電連接器的裝配工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹，其它壓接型電連接器的裝配也可以之做為參考。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

J30J 系列電連接器是一種超小型矩形連接器，見圖1(a)，其內(nèi)部接觸件分插針和插孔兩大種類。為適應(yīng)不同的安裝方式，配有多種鎖緊組件；具有多種端接形式，包括直式印制板焊接、彎式印制板焊接、線纜壓接、焊接等。J30J 系列壓接型微矩電連接器為線纜壓接形，其插針接點(diǎn)為絞線式彈性插針，是由金屬絲利用特殊工藝進(jìn)行絞合后，再利用特種焊接工藝在金屬絲的端頭進(jìn)行焊接，形成燈籠式接觸件，俗稱麻花針，見圖1(b)。J30J 系列微矩形電連接器接觸件間距為1.27mm，壓線孔徑為0.50mm，可插入0.07 ～0.15mm2的線纜，此種連接器插針、插孔只能采取灌封的形式進(jìn)行固定，導(dǎo)致接線裝配工藝復(fù)雜，對操作技術(shù)要求較高。

2 壓接一般要求

2.1 電連接器選用

壓接連接對電連接器的選用要求如下：

（1）連接器型號、規(guī)格、標(biāo)識應(yīng)清晰明了，具有廠家開具的合格證且應(yīng)在保質(zhì)期內(nèi)使用；

（2）連接器外觀，特別是外殼及尾罩應(yīng)無銹蝕、裂紋和明顯的劃傷，表面鍍層應(yīng)均勻，無起皮和脫落等缺陷；

（3）絕緣體或密封橡膠體應(yīng)無破裂和隆起等缺陷；

（4）緊固件等安裝附件應(yīng)齊全，無變形和銹蝕，螺紋無滑扣，鎖緊裝置應(yīng)正常；

（5）尾罩內(nèi)無多余物，出線孔邊沿?zé)o銳角，尾罩壓線卡部位無裂紋；

（6）端子規(guī)格尺寸應(yīng)一致，端子表面鍍層應(yīng)均勻、光滑、無銹蝕，接觸對插接良好。

2.2 導(dǎo)線選用

壓接連接對導(dǎo)線選用的要求如下：

（1）用于壓接的導(dǎo)線應(yīng)為多股絞合線，且芯線材料硬度應(yīng)與壓線筒材料硬度接近；

（2）芯線應(yīng)自然連續(xù)，不應(yīng)有接頭，且建議使用高強(qiáng)度的銅合金導(dǎo)線，不建議使用軟銅線；

（3）導(dǎo)線/電纜線的芯線應(yīng)與電連接器接觸件焊槽（杯）或壓接端子相互匹配，電纜束外徑應(yīng)與電連接器尾罩出線口內(nèi)徑相互匹配；

（4）一個(gè)壓線筒內(nèi)一般壓接一根導(dǎo)線，若有特殊要求，一個(gè)壓線筒內(nèi)最多壓接兩根導(dǎo)線；

圖1：J30J 系列壓接微矩形電連接器及“麻花針”接觸件

圖2：裝配工藝流程

圖3：壓接操作卡片

圖4：M22520/1-01 壓接鉗

圖5：壓接后的接觸件

（5）當(dāng)一個(gè)壓線筒內(nèi)壓接兩根不同截面積的導(dǎo)線時(shí)，每根導(dǎo)線的芯線材質(zhì)與鍍層應(yīng)相同，芯線的結(jié)構(gòu)應(yīng)相近，較小截面積導(dǎo)線的芯線截面積應(yīng)不小于較大截面積的60%。

2.3 工具、儀器、設(shè)備

壓接工具應(yīng)符合下述基本要求：

（1）壓接工具應(yīng)符合GJB520 的要求，壓接工具應(yīng)與被壓的電連接器端子、導(dǎo)線匹配；

（2）必須使用具有完整循環(huán)機(jī)構(gòu)的壓接工具，即壓接操作開始后，壓接工具在壓接循環(huán)未完成前不能被打開，且在壓接完成后壓接工具自動復(fù)位；

（3）壓接工具應(yīng)確保在壓接全周期內(nèi)，壓線筒和被壓導(dǎo)線在工具內(nèi)持續(xù)正確定位；

（4）壓接工具使用前應(yīng)按GJB520 相關(guān)要求進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)周期不應(yīng)超過12 個(gè)月；

（5）使用過程中的壓接工具仍應(yīng)在每次或每批壓接操作前后，對其壓接的壓接件進(jìn)行工藝驗(yàn)證試驗(yàn)，合格后方可繼續(xù)使用。

3 裝配工藝及詳細(xì)要求

3.1 工藝流程

裝配工藝流程如圖2 所示。

3.2 詳細(xì)要求

3.2.1 壓接準(zhǔn)備

壓接前應(yīng)按“壓接一般要求”中所述內(nèi)容提前做好準(zhǔn)備工作，特別應(yīng)對電連接器、端子和導(dǎo)線的型號、規(guī)格、數(shù)量和匹配性進(jìn)行檢查。端子備料應(yīng)考慮用于樣品制作和試驗(yàn)的數(shù)量，選用電連接器手冊規(guī)定的配套壓接工具，或廠家提供的配套壓接工具。

3.2.2 線纜下料

須保證線纜的規(guī)格/型號滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，保證連接器與線纜的外觀、兩者之間的匹配性滿足工藝要求。以壓線孔徑為0.50mm 的接觸件為例，導(dǎo)線的截面積應(yīng)在0.07 ～0.15mm2之間選擇。下線長度應(yīng)充分考慮回縮、返修等后續(xù)操作。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電纜下線的長度可按下面公式計(jì)算：電纜下線長度Y=X+4mm+d，其中X 為兩個(gè)電連接器插頭根部之間的長度，d 為電纜相應(yīng)的公差值，即成品電纜長度必須控制在設(shè)計(jì)圖紙要求的公差范圍內(nèi)。

3.2.3 端頭處理

導(dǎo)線端頭處理是良好壓接的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，端頭處理的要求包括：

（1）應(yīng)確保電纜芯線不出現(xiàn)刮傷、擠壓、絞合松散、斷股、扭折或其它變形等缺陷；

（2）導(dǎo)線去除外絕緣層后，外護(hù)套端口應(yīng)整齊，芯線不應(yīng)搪錫，應(yīng)保持原絞合狀態(tài)；

（3）在電纜絕緣剝離時(shí)應(yīng)對絕緣剝離長度進(jìn)行合理控制，絕緣皮應(yīng)距離壓線筒根部約0.5mm ～1mm 左右。如條件允許，應(yīng)使用熱剝鉗或剝皮機(jī)進(jìn)行電纜絕緣層剝離。

3.2.4 端子壓接

壓接是整個(gè)裝配過程中的核心環(huán)節(jié)，直接影響到線纜組件的質(zhì)量和可靠性。壓接要求主要包括：

（1）每個(gè)批次的端子與導(dǎo)線的壓接前，應(yīng)進(jìn)行試壓，樣件檢驗(yàn)合格后，方可繼續(xù)壓接；

（2）嚴(yán)格按照工藝文件的要求（操作卡片見圖3）并采用符合要求的壓接工具進(jìn)行壓接，每批次的端子應(yīng)采用同一把壓接工具連續(xù)完成壓接操作；

（3）不應(yīng)采用折疊導(dǎo)線芯線的方法來增加芯線的截面積，使其與壓線筒尺寸相匹配；

（4）導(dǎo)線芯線插入壓線筒時(shí)，應(yīng)超過其觀察孔（最好完全插到底），壓線筒外部裸露芯線長度在0.2mm ～1.0mm，導(dǎo)線絕緣防護(hù)套不應(yīng)進(jìn)入壓線筒內(nèi)；

（5）壓接應(yīng)一次到位，壓接連接件的壓接部位不允許有重疊壓痕。

J30J 系列壓接微矩形電連接器的壓接一般采用帶有旋轉(zhuǎn)定位器的壓接鉗（M22520/1-01 壓接鉗見圖4），壓接操作如下：

表1：常用進(jìn)口導(dǎo)線（鍍銀銅導(dǎo)線）規(guī)格及壓接后的耐拉力

表2：端子規(guī)格及保持力

圖6：金相剖面圖

圖7：拉脫離測試儀

（1）將壓接鉗手柄打開到最大，按下壓接鉗定位器上的制動器，使色碼彈起，處于分度狀態(tài)；

（2）根據(jù)端子規(guī)格，轉(zhuǎn)動位置器，使所選用的色碼對準(zhǔn)分度線，按下位置器，發(fā)出“咔嚓”聲，使定位器出于鎖緊狀態(tài)；

（3）提起壓接鉗刻度盤螺釘，旋轉(zhuǎn)刻度盤，使刻度盤上的刻度符合壓接要求，并用定位鎖鎖定；

（4）水平握住壓接鉗，位置器朝下，鉗口朝上插入壓接件，使其壓線筒朝上（不允許裝反），且在壓接鉗內(nèi)定位應(yīng)正確；

圖8：J30J 系列壓接微矩形電連接器裝配工裝

圖9：DG-3S 固封膠

圖10：灌封后J30J 壓接微矩形電連接器

（5）將導(dǎo)線芯線沿壓線筒軸心插入，芯線頭部應(yīng)超過壓線筒的觀察孔，合攏手柄，直到手柄自動打開，取出壓接件。

圖5、圖6 是壓接后的接觸件及金相剖面圖。

壓接后應(yīng)進(jìn)行拉脫力測試，驗(yàn)證是否滿足要求。圖7 是拉脫力試驗(yàn)測試儀，表1 是芯線截面積與最小耐拉力的對應(yīng)關(guān)系。

3.2.5 插頭/座裝配及組件灌封

J30J 系列電連接器插針較細(xì)，且在設(shè)計(jì)過程中沒有采用限位結(jié)構(gòu)，使得插針/孔插入的深度較難控制，為使對插界面排列整齊，需設(shè)計(jì)專用工裝（見圖8）輔助裝配操作，以保證插針/孔裝配高度的一致性。此外，為確保灌封質(zhì)量，裝配之前還應(yīng)采用丙酮將插座、工裝、插針/孔等擦拭干凈，再按照設(shè)計(jì)圖紙將插針/孔-電纜組件分別插入相應(yīng)的基座各孔內(nèi)。

為提高耐電壓性能和強(qiáng)度必須采用環(huán)氧樹脂對內(nèi)腔灌注。灌封操作步驟如下：

（1）預(yù)熱灌封面。待插針/孔-電纜組件完全裝入基座后，采用熱風(fēng)槍（溫度設(shè)置為60℃左右）對灌封面進(jìn)行預(yù)熱；

（2）灌封環(huán)氧樹脂。將配好的環(huán)氧樹脂（建議采用四川中藍(lán)晨光的DG-3S 膠，見圖9）緩緩地灌入灌封面，灌封后應(yīng)在干燥、通風(fēng)的環(huán)境中放置24h 固化；

（3）校針。灌封好的線纜組件在達(dá)到半固化狀態(tài)時(shí)，檢查對插界面的行距、排距是否整齊，插針/孔高度是否一致（即將插針/孔頭部與外殼表面的尺寸控制在0.5±0.1mm），接觸件是否有歪斜現(xiàn)象，若有傾斜現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)利用校針工裝抵住插針根部，向傾斜反方向輕輕撥動插針，直至插針垂直。灌封完畢后的J30J 壓接微矩形電連接器實(shí)物見圖10。

3.2.6 質(zhì)量檢驗(yàn)

外觀：壓接連接件插入電連接器的位號應(yīng)正確，從電連接器對接面觀察電連接器絕緣體中的插針/孔，插針/孔在絕緣體中的深度應(yīng)一致，針/孔伸出絕緣體的長度應(yīng)一致，針/孔不應(yīng)歪斜，絕緣膠皮不應(yīng)變形。電連接器插孔內(nèi)部、插針間及絕緣體上應(yīng)無任何多余物。電連接器插針/孔的軸向位移高度差不應(yīng)大于0.3mm。

保持力：端子規(guī)格與對應(yīng)的保持力應(yīng)符合表2 要求。

電性能：用絕緣耐壓測試儀對電纜組件絕緣電阻值測試。正常情況下，絕緣電阻值應(yīng)大于500MΩ。耐電壓為800V，在1min 內(nèi)無擊穿、飛弧現(xiàn)象。用線束測試儀對線纜組件兩端連接器內(nèi)相應(yīng)連接的接觸件，進(jìn)行通斷性能測試。

4 結(jié)束語

J30J 系列壓接微矩形電連接器裝配是一項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)多、裝配復(fù)雜度高、返修難度大的工藝過程。為保證裝配可靠性需要制定詳細(xì)的操作流程及技術(shù)要求，同時(shí)需要對操作者進(jìn)行扎實(shí)的理論及實(shí)踐培訓(xùn)，掌握每個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)，此外，壓接件裝配、校針、灌封等關(guān)鍵工序還應(yīng)設(shè)計(jì)專用工裝以保證實(shí)施質(zhì)量，進(jìn)而確保整個(gè)裝配的合格率和可靠性。