電連接器質(zhì)量技術(shù)準(zhǔn)則建設(shè)與實(shí)踐

◎中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院物流中心 么東閣等

電連接器質(zhì)量技術(shù)準(zhǔn)則建設(shè)與實(shí)踐

◎中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院物流中心 么東閣等*

通過對2011～2015年中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院型號元器件質(zhì)量問題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)電連接器質(zhì)量問題占元器件質(zhì)量問題總數(shù)的30%。因此，物流中心對近年來發(fā)生的典型電連接器質(zhì)量問題進(jìn)行深入分析，總結(jié)提煉了電連接器在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、工藝、驗(yàn)收、使用等全流程的技術(shù)準(zhǔn)則，制定了國產(chǎn)電連接器補(bǔ)充技術(shù)要求，以從產(chǎn)品源頭控制電連接器質(zhì)量問題。

電連接器是在器件與器件、組件與組件、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間進(jìn)行電器連接和信號傳遞，構(gòu)成一個(gè)完整型號系統(tǒng)所必須的基礎(chǔ)元件，在航天器及武器裝備中應(yīng)用十分廣泛。筆者通過對2011~2015年中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院型號元器件質(zhì)量問題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)電連接器質(zhì)量問題占元器件質(zhì)量問題總數(shù)的30%，是型號電子元器件失效的重災(zāi)區(qū)，特別是靶場質(zhì)量問題時(shí)有發(fā)生，對型號的研制生產(chǎn)造成重大影響。因此，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院物流中心對近年來發(fā)生的典型電連接器質(zhì)量問題進(jìn)行深入分析，對問題產(chǎn)生的原因、機(jī)理進(jìn)行深入挖掘，總結(jié)提煉了電連接器在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、工藝、驗(yàn)收、使用等全流程的技術(shù)準(zhǔn)則，制定了國產(chǎn)電連接器補(bǔ)充技術(shù)要求。

一、電連接器質(zhì)量問題分析

研究院型號用電連接器的主要使用類型有低頻圓形電連接器、低頻矩形電連接器、印制板電連接器、分離脫落電連接器、射頻電連接器等。低頻圓形或矩形電連接器主要安裝于機(jī)柜、機(jī)殼，用于實(shí)現(xiàn)型號各分系統(tǒng)或各單機(jī)之間的電器連接；印制板電連接器主要用于印制板間或印制板與外部的電器連接；分離脫落電連接器主要用于型號彈（箭）體與地面或彈（箭）體各級之間的電器連接；射頻電連接器主要用于各種需要射頻信號傳輸?shù)膱龊稀?/p>

為了進(jìn)一步了解電連接器失效情況，筆者從發(fā)生時(shí)間、研制單位、器件類別幾個(gè)方面對電連接器失效問題進(jìn)行了分析，見表1。

2014年和2015年電連接器失效數(shù)為24項(xiàng)，占近5年總失效數(shù)的61.5%，有明顯的增長趨勢；按研制單位來統(tǒng)計(jì)，電連接器的失效主要集中在A廠和D廠，達(dá)到81.9%，其中A廠在訂貨量僅占30.76%的情況下失效電連接器的比例達(dá)到58.9%；從失效電連接器類別統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可看出，型號選用分離脫落電連接器的絕對數(shù)量很少，大約只占型號電連接器總數(shù)的1.2%，但是失效數(shù)卻占電連接器失效總數(shù)的38.5%，其失效率約是其它電連接器平均失效水平的50倍；從失效原因統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，電連接器生產(chǎn)過程控制不嚴(yán)、工藝不完善導(dǎo)致的失效數(shù)最多，共25項(xiàng)，占失效總數(shù)的64.1%。

二、防控措施

上述問題暴露出在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、工藝等環(huán)節(jié)對產(chǎn)品質(zhì)量控制存在薄弱環(huán)節(jié)，從側(cè)面反應(yīng)了對這些環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制的必要性。因此，物流中心全過程對質(zhì)量控制提出相應(yīng)治理措施，進(jìn)而形成國產(chǎn)電連接器補(bǔ)充技術(shù)要求，以從產(chǎn)品源頭控制電連接器質(zhì)量問題。

1.設(shè)計(jì)方面

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期從電連接器設(shè)計(jì)過程、生產(chǎn)過程及質(zhì)量驗(yàn)證3個(gè)方面識別關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和控制點(diǎn)，提出加嚴(yán)控制和驗(yàn)收要求，并落實(shí)到設(shè)計(jì)文件中。具體要求如下：

在設(shè)計(jì)文件中應(yīng)對有無多余物的技術(shù)準(zhǔn)則進(jìn)行審查，對不利于預(yù)防多余物的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，同時(shí)明確規(guī)定產(chǎn)品的生產(chǎn)條件和環(huán)境要求；在電連接器內(nèi)部禁用異種硬度偏差較大材料，以避免軟硬不匹配產(chǎn)生切屑導(dǎo)致電連接器短路失效，禁止分離脫落電連接器連接機(jī)構(gòu)的螺套固定使用502膠；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對引線焊點(diǎn)等易損傷部位采取保護(hù)措施，避免其在運(yùn)輸和使用過程中出現(xiàn)損傷，形成多余物；工藝人員在會(huì)簽設(shè)計(jì)文件時(shí)，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)應(yīng)不易生成多余物或生成多余物后易排除，尤其對可能產(chǎn)生多余物，但又不能改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，必須制定可靠的控制措施；設(shè)計(jì)中應(yīng)對極限公差情況下的尺寸鏈配合進(jìn)行計(jì)算，并確保產(chǎn)品的插合功能實(shí)現(xiàn)；分離脫落電連接器接觸件（額定電流5A及5A以下的低頻接觸件）應(yīng)采用簧爪式、線簧式或絞線式等低插拔力接觸件；電連接器屏蔽簧片的安裝應(yīng)避免用單點(diǎn)固定結(jié)構(gòu)。

表1 電連接器失效問題統(tǒng)計(jì)表

2.工藝方面

工藝人員在編制工藝文件時(shí)應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)明確規(guī)定控制質(zhì)量的方法及檢驗(yàn)要求，裝配工藝根據(jù)工序制定質(zhì)量控制的方法，尤其對關(guān)鍵工序要規(guī)定控制質(zhì)量問題的操作方法及多媒體記錄要求。針對有可能產(chǎn)生問題的工序編寫預(yù)防、控制和檢驗(yàn)的實(shí)施細(xì)則。關(guān)鍵工序執(zhí)行雙崗及三崗工作制。工藝文件中要明確規(guī)定待裝配零、部、組件不允許有毛刺、尖角，表面涂層不應(yīng)銹蝕、脫皮，孔中不能夾雜金屬屑等要求。具體措施包括以下幾個(gè)方面：

電連接器組裝前應(yīng)對接觸件進(jìn)行100%插拔力測試，對屏蔽簧片安裝工序進(jìn)行專檢或100%互檢，分離脫落電連接器組裝完成后進(jìn)行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵部件的位置檢測（可采用檢測規(guī)）；制定并修正易產(chǎn)生多余物零件的工藝文件，明確去除毛刺等多余物的專用刀、夾具及操作方法和要求，在工藝文件中規(guī)定多余物的檢驗(yàn)工序，規(guī)定所有必要的檢查點(diǎn)，并明確檢驗(yàn)要求，如分離脫離電連接器100%制定機(jī)械去毛刺方案；對于帶有屏蔽簧片結(jié)構(gòu)的電連接器DPA中進(jìn)行屏蔽簧片安裝質(zhì)量檢查，內(nèi)部采用非活動(dòng)式接觸件轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)的電連接器，生產(chǎn)過程或A組中需100%進(jìn)行接觸電阻測試，分離脫落電連接器所使用的鋼球應(yīng)提供100%的渦流探傷檢查報(bào)告，除射頻電連接器外，每批插孔接觸件抽取20套進(jìn)行插孔體與護(hù)套的結(jié)合力試驗(yàn)，進(jìn)行電連接器各零件去毛刺工序。

3.生產(chǎn)方面

零、部、組件的生產(chǎn)要嚴(yán)格按生產(chǎn)控制文件進(jìn)行，遵守多余物控制的技術(shù)準(zhǔn)則。報(bào)廢的產(chǎn)品要及時(shí)回收，經(jīng)檢驗(yàn)人員確認(rèn)核實(shí)后分區(qū)隔離保管，報(bào)廢的產(chǎn)品由檢驗(yàn)人員特殊標(biāo)記。

在生產(chǎn)區(qū)域?qū)嵭?S定置管理，生產(chǎn)現(xiàn)場結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)規(guī)定廠房的溫度、濕度等環(huán)境要求；建立崗位責(zé)任制，操作人員應(yīng)持證上崗，未經(jīng)相關(guān)部門考核合格的人員不得上崗；完善機(jī)加工過程中首尾件和中間件的檢測要求，明確首件、尾件的檢測要求，明確中間件的檢測頻次，以及發(fā)現(xiàn)機(jī)加工異常后的處理要求，在生產(chǎn)關(guān)鍵工序設(shè)置專檢人員；完善作業(yè)指導(dǎo)書，明確產(chǎn)品裝配前的檢查要求，在產(chǎn)品裝配前對零件的外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，同時(shí)在產(chǎn)品裝配完成后對產(chǎn)品外觀進(jìn)行檢查。

4.質(zhì)量驗(yàn)證方面

質(zhì)量驗(yàn)證的具體防控措施包括：分離脫落電連接器應(yīng)完成滿裝機(jī)械應(yīng)力試驗(yàn)；分離脫落電連接器以及產(chǎn)品中包含屏蔽簧片的電連接器應(yīng)進(jìn)行20次連續(xù)插合—分離試驗(yàn)；電連接器過程檢驗(yàn)或A組檢驗(yàn)要進(jìn)行100%絕緣電阻測試；在產(chǎn)品下廠驗(yàn)收過程中檢查所有具有量化指標(biāo)的產(chǎn)品試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及關(guān)鍵工序過程檢驗(yàn)記錄，分離脫落電連接器不允許代驗(yàn)，除外觀輕微缺陷外，電連接器交收各試驗(yàn)項(xiàng)目要求零失效。

三、取得的成果

由于電纜裝配應(yīng)力造成的電連接器插合、分離失效在航天型號上時(shí)有發(fā)生，為有效解決這一問題，物流中心制定了滿裝機(jī)械應(yīng)力試驗(yàn)方法。試驗(yàn)樣品按照航天電纜組裝件制作通用技術(shù)要求（QJ603A-2006）進(jìn)行制作，樣品選用的安裝導(dǎo)線為該型號電連接器所用接觸件能夠焊接的最大直徑的導(dǎo)線，試驗(yàn)時(shí)電連接器水平放置且尾端至少有50（±5）厘米的自由電纜，振動(dòng)及沖擊試驗(yàn)中電纜另一端固定在試驗(yàn)臺之外，機(jī)械壽命試驗(yàn)時(shí)電纜另一端不固定。

針對電連接器加工工藝、尺寸鏈超差及多余物問題，物流中心制定了分離脫落電連接器以及產(chǎn)品中包含屏蔽簧片的電連接器連續(xù)插合—分離試驗(yàn)，通過該項(xiàng)試驗(yàn)可有效剔除不合格品，大大提高產(chǎn)品的固有可靠性。試驗(yàn)細(xì)則包括：插合—分離循環(huán)次數(shù)至少為20次；對于存在機(jī)械分離和電分離等多種分離方式的連接器，每種分離方式至少進(jìn)行10次循環(huán)；可以采用相互配對的插頭與插座插合，也可以采用專用工裝插合；可手動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)，也可采用半自動(dòng)或自動(dòng)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)；交收檢驗(yàn)中的試驗(yàn)項(xiàng)目由物流中心指定人員操作；具體試驗(yàn)方法應(yīng)符合GJB1217A-2009方法的要求。

針對設(shè)計(jì)不可靠、生產(chǎn)控制不當(dāng)、關(guān)鍵工序檢驗(yàn)抽檢、驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán)、工藝不完善等原因?qū)е碌碾娺B接器質(zhì)量問題，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院物流中心制定了國產(chǎn)電連接器補(bǔ)充技術(shù)要求，從設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、驗(yàn)收、使用等環(huán)節(jié)全過程對質(zhì)量控制提出相應(yīng)量化治理措施，指導(dǎo)相關(guān)制造廠生產(chǎn)，提高電連接器的固有可靠性，如電連接器關(guān)鍵工序采用抽檢方式導(dǎo)致多次質(zhì)量問題，通過電連接器生產(chǎn)關(guān)鍵工序設(shè)置專檢、100%檢測及互檢加強(qiáng)對生產(chǎn)過程的控制，提高了產(chǎn)品固有可靠性。此外，物流中心在電連接器訂貨合同中將國產(chǎn)電連接器補(bǔ)充技術(shù)要求加入質(zhì)量附加條款中，并要求供方按要求落實(shí)相關(guān)工作，從而構(gòu)建起較為完善的電連接器質(zhì)量防控體系。

*其他作者：周康、官巖、董磊、蘇磊、達(dá)猛