蔡澤 王騫 張偉 劉瓏

摘 ?要：壓接是一種通過讓金屬在規(guī)定限度之內(nèi)發(fā)生變形進(jìn)而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線連接的技術(shù)。為了更好地判斷線纜壓接質(zhì)量，針對耐拉力值判斷導(dǎo)線壓接質(zhì)量所存在的問題，提出基于拉力曲線的線纜壓接質(zhì)量判斷方法。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法能夠有效判斷試驗(yàn)件的壓接質(zhì)量和最佳檔位的選擇，有效提高了判斷導(dǎo)線壓接質(zhì)量方法的可靠性。

關(guān)鍵詞：可靠性 ?壓接質(zhì)量 ?耐拉力試驗(yàn) ?拉力曲線

中圖分類號：V19 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2021）04（b）0060-03

Research on Cable Crimping Quality Judgment Method

CAI Ze1 ?WANG Qian2 ?ZHANG Wei1 ?LIU Long3

（1. Shanghai Spaceflight Precision Machinery Institute， Shanghai， 201600 China; 2. Shanghai Academy of Spaceflight Technology， Shanghai， 201600 China; 3. Shanghai Institute of Mechanical and Electrical Engineering， Shanghai， 201600 ?China）

Abstract： Crimping is a kind of wire connection technology by making the metal deform within the specified limit. In view of the problems existing in judging the quality of wire crimping based on the tensile value， a method for judging the quality of wire crimping based on the tensile curve is proposed. The experimental results show that the method can effectively judge the crimping quality of the test piece and the selection of the best gear， and effectively improve the reliability of the method to judge the crimping quality of the wire.

Key Words： Reliability; Crimping quality; Tensile test; Tensile curve

壓接，就是連線端的金屬導(dǎo)線筒包住裸導(dǎo)線，用手動或自動的專用壓接工具對導(dǎo)線筒進(jìn)行機(jī)械壓緊而產(chǎn)生的連接。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，對產(chǎn)品的小型化、多功能化要求越來越高，而壓接技術(shù)相對于焊接技術(shù)的優(yōu)越性[1]，使得壓接型電連接器在多芯電纜中的比例越來越大，使用越來越廣泛。

眾所周知，壓接質(zhì)量不再依賴操作人員的經(jīng)驗(yàn)而是由壓接工具來保證，這促使企業(yè)越來越重視壓接工具的選擇和使用。本文將介紹現(xiàn)有判斷方式所存在的問題，并提出新的判斷方法，以達(dá)到有效判斷壓接質(zhì)量和提高產(chǎn)品可靠性的目的。

1 ?現(xiàn)狀及問題

對于工程應(yīng)用來說，最重要的工作是針對不同導(dǎo)線和壓線筒的規(guī)格來選擇合適的壓接檔位，不同壓接檔位的壓接在壓線筒上的直觀顯示是壓痕深度的不同，隨著壓痕深度的增加，壓接件的耐拉力也會隨之增加，但當(dāng)導(dǎo)線線芯被壓傷后，耐拉力會明顯下降，壓接件抗振動性能也會隨之降低。尤其對于截面積較小的導(dǎo)線和壓線筒，壓痕深淺的較小差別就能導(dǎo)致“過壓”或“欠壓”的現(xiàn)象。

壓痕的深度由壓接檔位決定，而壓接檔位選擇的正確性主要通過壓接件的耐拉力試驗(yàn)來判斷。目前，一般元器件廠家都能提供壓線筒在壓接不同導(dǎo)線規(guī)格時的壓接檔位和耐拉力值的參考標(biāo)準(zhǔn)。然而，實(shí)際生產(chǎn)過程中卻存在以下問題。

1.1 進(jìn)口壓接工具與國產(chǎn)元器件的不匹配性

由于進(jìn)口美軍標(biāo)壓接工具性能優(yōu)良、操作簡便、可靠性高而被國內(nèi)軍工企業(yè)廣泛采用[2]，但由于元器件國產(chǎn)化、成本等原因常常沒有選用進(jìn)口的美軍標(biāo)連接器與進(jìn)口的美標(biāo)導(dǎo)線，但在選擇檔位時則按照進(jìn)口壓接工具的檔位選擇標(biāo)準(zhǔn)。在耐拉力試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)壓接件拉脫力往往偏低，而且有不合格品出現(xiàn)。

1.2 多檔位拉力值符合參考值要求

某些廠家只提供壓接工具的代號規(guī)格，而不提供壓接檔位，需要生產(chǎn)企業(yè)自己選擇壓接檔位。而對于截面積較小的導(dǎo)線，相鄰檔位之間耐拉力值相差較小，很難區(qū)分。

1.3 破壞形式不明顯，判斷方式簡單

對于較大的接觸件，其拉力值和破環(huán)形式在不同檔位對比明顯，但對于尺寸較小，如J30J麻花針，其拉力值在某兩個相鄰檔位之間較難區(qū)別，而且最優(yōu)破壞形式很難獲得。操作人員或檢驗(yàn)人員通常簡單參照以往的檔位要求和拉力值來判斷壓接質(zhì)量，若拉力值滿足要求，就認(rèn)定所選檔位正確。

由于上述問題的存在，使得導(dǎo)線壓接過程存在“過壓”和“欠壓”的隱患，影響產(chǎn)品質(zhì)量和使用過程中的可靠性。

2 ?解決方案

按GJB 5020的要求，耐拉力實(shí)驗(yàn)的破壞形式是導(dǎo)線被拉伸破壞的形式，其拉斷的過程應(yīng)與所壓導(dǎo)線本身被拉斷過程類似。普通導(dǎo)線由內(nèi)部芯線和外部絕緣層組成，內(nèi)部芯線有鍍銀銅絲、鍍錫銅絲、鍍鎳銅絲等[3]，其在耐拉力試驗(yàn)時，同樣具有金屬材料受載后的特性。金屬材料受載后，先經(jīng)彈性變形到屈服，屈服后再經(jīng)一定的均勻塑性變形到頸縮失穩(wěn)，然后斷開[4]。

現(xiàn)隨著時間的變化，導(dǎo)線開始由放松狀態(tài)進(jìn)入受力拉伸狀態(tài)，曲線由平穩(wěn)狀態(tài)變成快速拉伸狀態(tài)，拉力值急速變大，到達(dá)屈服后開始塑性變形，曲線趨于水平狀態(tài)，拉力值也趨于平穩(wěn)，直到頸縮失穩(wěn)斷裂，拉力曲線和拉力值急速下跌變?yōu)榱悖陂g可能有個別導(dǎo)線斷裂時間不一致導(dǎo)致的階梯下降狀態(tài)。

不管是“過壓”還是“欠壓”，其拉力曲線都沒有明顯的屈服過程，或者相比于正常情況時間很短。因此，通過拉力曲線可以直觀的了解整個拉伸過程的狀態(tài)，相對與拉力值更具有針對性和可靠性，可以通過曲線對比分析獲得最佳壓接檔位。

本文提出在耐拉力試驗(yàn)時增加所壓導(dǎo)線的耐拉力試驗(yàn)，把導(dǎo)線耐拉力試驗(yàn)值作為對比數(shù)據(jù)，作為對壓接試驗(yàn)件的耐拉力值的最基本判斷依據(jù)。同時，提出在已有試驗(yàn)報告的基礎(chǔ)上增加拉力曲線對比圖，對拉力試驗(yàn)的過程進(jìn)行對比分析，通過拉力值、拉力曲線綜合比較來確定最佳壓接檔位。

3 ?實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過上述分析和解決方案的提出，本文對CDb系列電連接器的麻花針進(jìn)行0.2mm2導(dǎo)線的壓接實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)確定其壓接檔位，同時驗(yàn)證上述方案的正確性和有效性。

3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

M22520/2-01壓接鉗一把（合格）。

CDb專用定位器一只（合格）。

CDb麻花針12只（合格）。

聚四氟乙烯絕緣導(dǎo)線：AFK-250（19/0.12）0.2mm2適當(dāng)數(shù)量（合格）。

拉脫力測試儀：型號DMC-TST50K，最小刻度0.5 kg（合格）。

試驗(yàn)件：0.2mm2導(dǎo)線一根，5檔壓接試驗(yàn)件3只，6檔壓接試驗(yàn)件3只，7檔壓接試驗(yàn)件3只、8檔壓接試驗(yàn)件3只。

3.2 拉脫力數(shù)據(jù)及圖形分析

按照檔位5檔位、6檔位、7檔位、8檔位，分別進(jìn)行耐拉力試驗(yàn)。

本文對5檔、6檔、7檔每個檔位的壓接試驗(yàn)件和導(dǎo)線試驗(yàn)件的拉力曲線進(jìn)行了合并處理，方便對比分析?？紤]到檔位8拉力值較小，與導(dǎo)線拉力曲線相差較大，不作合并處理。0.2mm2導(dǎo)線進(jìn)行單獨(dú)拉力試驗(yàn)時其拉伸曲線具有明顯的屈服過程和頸縮斷裂點(diǎn)，屈服長度在20mm以上。5檔壓接試驗(yàn)件屈服過程較短，屈服長度最大的不足4mm，屬于直接頸縮斷裂，其實(shí)質(zhì)上是由于過壓，導(dǎo)致導(dǎo)線截面積到達(dá)了頸縮狀態(tài)，受拉后快速斷裂。

如圖1所示為6檔壓接試驗(yàn)件和導(dǎo)線的拉力曲線圖，其壓接試驗(yàn)件屈服過程較長，甚至比導(dǎo)線屈服時間（位移）還長，屈服長度大于35mm。到達(dá)屈服點(diǎn)后在較短的時間內(nèi)成階梯狀下降，屬于導(dǎo)線逐步拉斷的過程，符合正常拉斷破壞試驗(yàn)。

如圖2所示為7檔壓接試驗(yàn)件和導(dǎo)線的拉力曲線圖，其壓接試驗(yàn)件屈服過程較長，同樣比導(dǎo)線屈服時間（位移）還長，屈服長度大于25mm。到達(dá)屈服點(diǎn)后在較短的時間內(nèi)成階梯狀下降，屬于導(dǎo)線緊縮后逐步拉斷的過程，符合正常拉斷破壞試驗(yàn)。

如圖3所示為8檔壓接試驗(yàn)件和導(dǎo)線的拉力曲線，其壓接試驗(yàn)件拉力曲線與導(dǎo)線拉力曲線相差較大，并且拉力值明顯偏低，斷裂期較長，具有波浪狀前行的狀態(tài)，其主要原因是導(dǎo)線壓著力不夠（欠壓），金屬塑性變形量較小，金屬融合程度不大，隨著拉力增加，表層導(dǎo)線與壓線筒內(nèi)壁和里層導(dǎo)線的摩擦力加大，等到拉力達(dá)到最大摩擦力時，導(dǎo)線開始與壓線筒內(nèi)壁產(chǎn)生移動，直到拉脫。

對上壓接試驗(yàn)件的拉力值和拉力曲線進(jìn)行了對比分析，可以發(fā)現(xiàn)如下幾點(diǎn)。

第一，0.2mm2導(dǎo)線進(jìn)行單獨(dú)拉力試驗(yàn)時其最大耐拉力值能達(dá)到57.82N，具有較長的屈服時間和明顯的緊縮斷裂點(diǎn)。而通過壓接后，試驗(yàn)件的最大耐拉力值都相對偏小。

第二，5檔、6檔、7檔所壓試驗(yàn)件的拉力值都能滿足拉脫力要求，而且其耐拉力值超過要求值10%以上。但檔位6和檔位7拉力曲線與導(dǎo)線拉力曲線更接近，而且拉力值相比于檔位5大，而檔位7的拉力平均值和最大值都較檔位6大。

第三，8檔拉力值很低，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，同時，其拉力曲線與導(dǎo)線拉力曲線相差較大，屬于不正常拉伸情況。

由上述對比試驗(yàn)可以得出，檔位6不管從拉力值和拉力曲線，都優(yōu)于其它壓接檔位，所以該檔位是該壓接鉗壓接0.2mm2導(dǎo)線和CDb麻花針的最適合檔位。

4 ?結(jié)語

通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，增加導(dǎo)線耐拉力試驗(yàn)，對壓接試驗(yàn)件具有一定的實(shí)際對比意義。而通過增加對試驗(yàn)件的拉力曲線圖的記錄和對比，可以直觀了解壓接的過程變化，能有效判斷試驗(yàn)件的過壓和欠壓的情況。本文通過耐拉力值、拉伸曲線的綜合分析，獲得了對壓接檔位更加明確的選擇方法，相比于原有的判斷方式，可靠性更高。

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