淺談汽車電線束的品質(zhì)控制

蔣廷云，陳勝國，王壽山，史 曹，宗喜旺

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

汽車電線束在汽車中就好比人的神經(jīng)系統(tǒng)，用來傳遞動力和信號；電線束的品質(zhì)關(guān)系著汽車的性能和安全，看似很小的品質(zhì)問題都會引起意想不到的品質(zhì)事故，甚至威脅到人的生命安全。作者結(jié)合多年從事汽車電線束的設(shè)計開發(fā)經(jīng)驗和過程開發(fā)經(jīng)驗，淺談一下如何控制汽車電線束的品質(zhì)。

1 電線束品質(zhì)問題引起的故障案例

首先，請大家看幾個由于汽車電線束品質(zhì)問題引起的故障案例。

案例1：某車踩油門踏板時油門沒反應(yīng)，車速加不上去，發(fā)動機抖動和排氣管有黑煙冒出；判斷為線束接觸不良，更換發(fā)動機線束后，各種故障排除。經(jīng)排查，是因為發(fā)動機線束中的發(fā)動機ECU插接件內(nèi)端子尾部壓接不良，有銅絲外漏與相臨孔位的端子接觸，造成短路引起上述故障。

直接原因：線束短路。根本原因：線束生產(chǎn)過程沒有控制好，端子壓接不良。

案例2：某試驗車在做試驗過程中，車輛突然無法起動；鑰匙處于ON檔，EMS主繼電器不吸合。經(jīng)排查，是因為線束布置不合理，與周邊件干涉，線束保護(hù)層被磨損，線束某回路電源線搭鐵導(dǎo)致出現(xiàn)上述故障。

直接原因：線束短路。根本原因：線束布置不合理，與周邊件干涉。

案例3：某試驗車打轉(zhuǎn)向燈時，曾經(jīng)發(fā)生閃爍頻率加倍；接通報警燈開關(guān)時，轉(zhuǎn)向燈閃爍頻率正常。經(jīng)查，是因為設(shè)計的時候沒有考慮到經(jīng)轉(zhuǎn)向燈控制回路導(dǎo)線自身壓降對繼電器的影響，認(rèn)為線束回路壓降不會大于0.5V，實際已經(jīng)超過了1.0V。

直接原因：線束壓降過大。根本原因：設(shè)計考慮不周，導(dǎo)線線徑設(shè)計不合理。

案例4：前后頂燈熔斷絲易爆，原因是裝配頂篷線束用的電動工具緊固遮陽板時，將伸入到遮陽板里的化妝鏡燈線束打破，搭鐵短路造成的。

直接原因：線束短路。根本原因：裝配不合理。從上述案例可以得出，汽車電線束的產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程和生產(chǎn)過程會對線束的品質(zhì)產(chǎn)生影響。

2 電線束品質(zhì)的控制

生產(chǎn)過程中影響線束品質(zhì)的因素有：人、機、料、法、環(huán)、測，這么多因素怎么控制？首先還是先了解一下線束吧！線束的生產(chǎn)工藝流程為下線→壓接→組裝→電檢→外檢→質(zhì)控檢驗→成品入庫。

我們知道，線束是勞動密集型生產(chǎn)模式，大部分工序需要人手工操作；人是不穩(wěn)定的，是影響線束產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵，所謂的生產(chǎn)過程控制主要對于不同的生產(chǎn)工序，制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)范，任何一個操作工都必須嚴(yán)格執(zhí)行，這樣生產(chǎn)出來的線束產(chǎn)品品質(zhì)就能得到有力的保障。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)范

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)QC／T29106—2004《汽車低壓電線束技術(shù)條件》和某企業(yè)線束標(biāo)準(zhǔn)，編制汽車電線束生產(chǎn)過程控制中各個關(guān)鍵工序的標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)范。

2.1.1 導(dǎo)線剝皮作業(yè)規(guī)范

操作工在生產(chǎn)操作中要進(jìn)行100%自檢。導(dǎo)線的顏色、型號應(yīng)符合工藝要求，表面應(yīng)光滑、無裂痕、無傷芯線絲現(xiàn)象。剝頭公差除工藝特殊要求外，需在-0.15～+0.3mm以內(nèi)。導(dǎo)線剝皮作業(yè)中，必須使用準(zhǔn)確的剝皮機器 （圖1）。

2.1.2 穿防水栓作業(yè)規(guī)范

操作工在生產(chǎn)操作中要對其原材料進(jìn)行100%自檢。防水栓型號符合工藝要求，零件表面不應(yīng)有裂痕、塑坑、毛刺等現(xiàn)象；導(dǎo)線顏色、型號應(yīng)符合工藝要求，表面光滑、無裂痕、無傷芯線絲現(xiàn)象。

除工藝特殊要求外，穿防水栓時，導(dǎo)線絕緣皮可見且絕緣皮最大不得超過1mm，如圖2所示。

2.1.3 端子壓接作業(yè)規(guī)范

1）端子壓接位置如圖3所示。

2）電線位置如圖4所示。

3）端子壓接高度如圖5所示。

4）端子壓接剖面確認(rèn)。端子與電線導(dǎo)體壓接處和壓接接點處橫斷面應(yīng)符合下列要求：導(dǎo)體中所有單線的斷面應(yīng)呈不規(guī)則多邊形，導(dǎo)體與端子相接部位、單線與單線之間應(yīng)無明顯縫隙，端子壓接部位應(yīng)包住全部導(dǎo)體。如圖6所示，端子壓接的卷曲部分a、b必須相接，且對稱；端子壓接卷曲部分a、b端部距底部c的距離d不小于單線標(biāo)稱直徑的1／2；橫斷面底部兩側(cè)的毛刺高e應(yīng)不超過端子壓接后的厚度g，毛刺寬度f應(yīng)不超過g的1／2。

端子與電線導(dǎo)體壓接處和壓接接點處橫斷面不允許存在下列任何一種缺陷 （圖7）：端子卷曲部分a、b之間有縫隙；端子卷曲a或b的端部與端子其它部位相接；橫斷面上端子壓接部位出現(xiàn)裂紋h。

5）U型端子壓接作業(yè)規(guī)范：線芯末端在端子和絕緣皮之間；導(dǎo)線剝皮切口整齊且線芯及外部絕緣皮不能有損傷；沒有由于U型壓接過程導(dǎo)致的切斷或遺漏的芯線絲；所有芯線絲都在U型端子內(nèi)。

切斷、遺漏的芯線束的定義：切斷的芯線束指在端子壓接后被切斷的芯線絲；遺漏的芯線束指在壓接后芯線絲被遺留在端子外。U型壓接合格的狀態(tài)如圖8所示，不合格狀態(tài)如圖9所示。

2.1.4 端子壓接-目視作業(yè)規(guī)范

端子壓接-目視作業(yè)規(guī)范如圖10所示。壓接時，壓接部位不許損壞或彎折，須與端子軸上的端子比較，看是否損壞。

注意：①合并線剝皮長度必須相同，位置對正；②導(dǎo)線截面不同時，導(dǎo)線必須上下疊加放置，而且小截面導(dǎo)線必須在下方。

2.1.5 熱縮管作業(yè)規(guī)范

熱縮管的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)為：壓接點位于熱縮管的中央，熱縮管緊貼導(dǎo)線，如圖11a所示。允許熱縮管輕微偏移壓接點，如圖11b所示。熱縮管未包住壓接點，或熱縮管被芯線劃破都屬于不規(guī)范作業(yè)，如圖11c所示。

2.1.6 護(hù)套組裝作業(yè)規(guī)范

護(hù)套組裝作業(yè)分為推、聽、拉三步，其操作規(guī)范如圖12所示。

2.1.7 膠帶纏繞作業(yè)規(guī)范

纏繞方向：由殼體開始向外纏繞，不反膠，不露線。膠帶繞制方向從塑件開始；膠帶兩端包緊，必要時，采用端頭纏繞；間隙纏繞，膠帶間距為20±5 mm；重疊膠帶，膠帶間至少50%重疊；定位膠帶包2～3圈。除工藝特殊要求外，密纏 （半疊纏繞）搭接標(biāo)準(zhǔn)為膠帶的50%，裸纏 （花纏）間隔距離標(biāo)準(zhǔn)為膠帶的50%。

膠帶末端翹起；膠帶繞制方向沒有從塑件開始；膠帶松開，未重疊；間隙纏繞，膠帶間距超過公差 （＜15mm或＞25mm）；重疊纏繞露導(dǎo)線則為不合格。

2.2 開發(fā)階段應(yīng)該注意的事項

1）系統(tǒng)原理設(shè)計 包括熔斷絲選擇、線徑選擇、電源分配和搭鐵分配等；通過做短路測試，驗證熔斷絲與導(dǎo)線是否匹配；通過做回路壓降測試，檢驗導(dǎo)線是否選擇合理，通過做電器盒的溫升試驗檢驗電源分配是否合理等。

2）路徑布置設(shè)計 發(fā)動機線束布置走向盡可能保持與發(fā)動機機軸中心線平行，同時要避開高溫區(qū)；其它線束要避開運動件，不能和任何鋒利的金屬邊角接觸，到臨近的部件、管路有足夠的距離等。

3）線束集成設(shè)計 包括護(hù)套選擇、端子選擇和保護(hù)材料選擇等；通過做高低溫、鹽霧和振動等試驗，檢驗材料是否滿足要求。

4）線束工藝裝配 編寫裝配技術(shù)條件書時要合理，有可操作性；工人裝配過程中不能野蠻操作，杜絕扔、踩情況發(fā)生。

2.3 依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對汽車電線束的原材料檢驗

2.3.1 電線的檢驗

在汽車電線束使用的原材料中，電線使用最多，而且線束的整個制造過程及運轉(zhuǎn)過程都涉及電線，所以電線的品質(zhì)控制最為關(guān)鍵。電線的主要參數(shù)和性能指標(biāo)有：外觀結(jié)構(gòu)、初始伸長率、高溫老化伸長率、耐高溫、抗冷彎、阻燃、耐油、耐磨、抗擠壓等。不同標(biāo)準(zhǔn)的電線參數(shù)如結(jié)構(gòu)尺寸以及絕緣層材料和厚度都有差別，控制外觀結(jié)構(gòu)的目的就是控制電線符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和顏色要求。當(dāng)電線的某一性能指標(biāo)不滿足要求 （失效）時，線束的相關(guān)性能會下降。

國標(biāo)電線檢驗的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是JB／T-8139《公路車輛用低壓電線》和QC／T730《汽車用薄壁絕緣低壓電線》，日標(biāo)電線檢驗的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是JASO D 611／1994《汽車用薄壁絕緣低壓電纜》和JASO D 608／1992《汽車用耐熱低壓電纜》，德標(biāo)電線檢驗的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是DIN 72551《德國汽車用低壓電線》。

2.3.2 插接器的檢驗

汽車插接器 （包括端子和護(hù)套）是構(gòu)成線束的最基本單元，也是實現(xiàn)電信號可靠傳遞和連接的核心。也可以說線束就是用電線連接起來的插接器，可見插接器的品質(zhì)對汽車電線束品質(zhì)的重要性。

端子的全性能試驗包括插接件插入護(hù)套力、插接件在護(hù)套中的保持力、插接件插入力和拔出力、接觸電阻、溫度迅速變化、溫升試驗、電流循環(huán)、溫度與濕度循環(huán)、結(jié)合溫度震動、導(dǎo)體附近抗拉強度、流動氣體腐蝕和鹽霧試驗。

護(hù)套的全性能試驗包括端子結(jié)合 （離脫）力、電線附件拉張強度、端子彎曲強度、端子與護(hù)套間的結(jié)合力、端子保持力、密封性、防水性、連接器耐撬動力、過量電流承載、重復(fù)插拔耐久性、耐沖擊性、護(hù)套離脫力、連接器結(jié)合 （離脫）力、鎖合力／解鎖力、低壓電流耐受性、抗凍能力、泄流電流和電壓將。插接器檢驗的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是國標(biāo)QC／T417《車用電線束插接件》。

2.3.3 橡膠件的檢驗

電線從橡膠件孔穿過，并與孔緊密配合，橡膠件外帶螺紋安裝在硬質(zhì)塑料或金屬件上，起固定作用。這樣既把電線和橡膠件固定在一起，又防止雨水、油污浸漏。由于中間的彈性聯(lián)接向內(nèi)外的設(shè)計張力形成一定的阻尼特性，可大大減輕運動中的振動破壞，起到保護(hù)電路的功效。在設(shè)計的時候一個好的橡膠件應(yīng)該考慮絕緣、內(nèi)外的強緊配合、極佳的彈性、卓越的耐老化和抗臭氧能力等。由此可見橡膠件在汽車電線束中的重要性。

橡膠件的全性能試驗包括硬度、扯斷強度、扯斷伸長率、硬度變化、扯斷強度變化和扯斷伸長率變化。橡膠件熱空氣老化和耐熱試驗檢驗的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是GB／T3512—2001《硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱試驗》。

2.3.4 線束外包扎材料的檢驗

線束外包扎材料包括PVC膠帶、布基膠帶、絨布膠帶、海綿膠帶、PVC管、波紋管和工業(yè)塑料布；起到耐磨、阻燃、防腐蝕、防止干擾、降低噪聲、美化外觀的作用，一般根據(jù)工作環(huán)境和空間大小制定不同的包扎設(shè)計方案。

膠帶的檢驗項目有拉伸強度、斷裂伸長率、180°剝離強度、擊穿強度、耐電壓和體積電阻率；PVC管的檢驗項目有外觀、阻燃性能、介電強度、延伸率、耐油性能、耐酸堿性能和耐老化試驗；波紋管的檢驗項目有外觀、阻燃級別、拉伸度、冷沖擊強度、耐磨性、恢復(fù)性、拉伸試驗、耐高溫試驗、耐寒試驗、耐電壓試驗和介電強度。

膠帶檢驗的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是國標(biāo)GB／T20631《電氣用壓敏膠粘帶》，PVC管檢驗的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是GB／T13527《軟聚氯乙烯管 （電線絕緣用）》，波紋管依據(jù)相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗。

2.4 產(chǎn)品的品質(zhì)控制

制造過程中的品質(zhì)控制就是在制造過程中落實設(shè)計、保證產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計的各項指標(biāo)的方法和措施。

1）產(chǎn)品品質(zhì)控制的組織 當(dāng)產(chǎn)品由設(shè)計部門轉(zhuǎn)入生產(chǎn)部門后，品質(zhì)控制是貫穿于整個產(chǎn)品的生產(chǎn)、儲運過程的，對于汽車電線束制造商來說，應(yīng)當(dāng)成立由專門的產(chǎn)品品質(zhì)控制專業(yè)組織和人員，在品質(zhì)控制方面的工作有：①成立品質(zhì)控制組織機構(gòu)，完成人員的選拔和必要的培訓(xùn)；②完成產(chǎn)品品質(zhì)控制計劃書；③監(jiān)督實施產(chǎn)品制造過程；④完成產(chǎn)品的品質(zhì)審核；⑤提交產(chǎn)品的品質(zhì)驗證報告。

2）產(chǎn)品的品質(zhì)控制的規(guī)劃 產(chǎn)品的品質(zhì)控制的規(guī)劃由品質(zhì)控制組織完成，是產(chǎn)品在制造過程中品質(zhì)控制工作的依據(jù)，應(yīng)該包括以下內(nèi)容：①依據(jù)設(shè)計部門的要求，提出對原材料供應(yīng)方的品質(zhì)要求；②品質(zhì)控制組織和人員的業(yè)務(wù)范圍以及與其它部門的關(guān)系；③依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對原材料進(jìn)行品質(zhì)控制；④產(chǎn)品的品質(zhì)要求；⑤潛在失效模式及后果分析 （FMEA）；⑥在生產(chǎn)過程中的品質(zhì)控制指導(dǎo)辦法，包括：工程圖樣、性能規(guī)范、材料規(guī)范、目視標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、過程流程圖、場地平面布置圖、特性矩陣圖、包裝標(biāo)準(zhǔn)、過程參數(shù)、生產(chǎn)者對過程和產(chǎn)品的專業(yè)技能和搬運要求；⑦檢查和抽檢的方法、次數(shù)、提交檢驗報告的方法；⑧對可能影響品質(zhì)的因素的處理方法。

2.5 控制電線束退貨率 （PPM）

汽車電線束在生產(chǎn)制造過程中存在的缺陷主要有電線下錯、端子壓錯、端子剖面不合格、端子變形、防水栓壓爛、端子穿錯位、端子不到位、護(hù)套自鎖不到位、護(hù)套損壞、電線劃傷、尺寸不準(zhǔn)、包扎不良、卡扣裝反、卡扣裝錯和線束導(dǎo)通不良等。嚴(yán)格按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書進(jìn)行生產(chǎn)和檢驗，電線束的生產(chǎn)過程缺陷就可以得到控制，同樣電線束的退貨率（PPM）就會大大降低。例如：某汽車電線束企業(yè)在相關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書還沒有完全規(guī)范的情況下，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的退貨率 （PPM）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目標(biāo)值500；經(jīng)過相關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書規(guī)范后，產(chǎn)品的退貨率 （PPM）得到了很好的控制。