端子壓接技術(shù)及實(shí)際應(yīng)用分析

鄧吉勇 洪偉

摘要：文章介紹了壓接的定義、壓接原理、壓接設(shè)備、壓接模具的選擇以及端子壓接的注意事項(xiàng)及驗(yàn)收要求，通過(guò)不同壓接模具壓接試驗(yàn)，選出最優(yōu)的壓接模具，并針對(duì)壓接應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行了分析，提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：端子壓接技術(shù)；壓接模具；壓接高度；壓接工具；機(jī)械連接；電連接 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP368 文章編號(hào)：1009-2374（2016）18-0036-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.019

1 概述

所謂壓接，就是通過(guò)外部工具或者設(shè)備施加的壓力使端子沿導(dǎo)線四周產(chǎn)生機(jī)械壓縮或者變形，從而使導(dǎo)線和端子之間形成機(jī)械連接和電連接的方法，再充分借助金屬之間的一些移動(dòng)位置，為導(dǎo)線和端子之間實(shí)現(xiàn)機(jī)械與電氣的連接提供了保障。目前，我公司壓接技術(shù)主要用于電力電子產(chǎn)品內(nèi)部線束端子的連接或者一些電子器件與外部的連接，相比于傳統(tǒng)的焊接工藝，壓接工藝提高了產(chǎn)品的可靠性及生產(chǎn)效率，同時(shí)由于壓接無(wú)需焊料便可實(shí)現(xiàn)連接的特點(diǎn)，一方面員工工作環(huán)境得到了改善；另一方面解決了焊錫長(zhǎng)時(shí)間容易氧化的問(wèn)題，所以壓接具有節(jié)約成本、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，目前已廣泛應(yīng)用于電力電子、軍事、醫(yī)療、汽車等行業(yè)。

2 壓接工作原理

利用專門的壓接工具或設(shè)備，給導(dǎo)線和壓接端子施加一定的壓力時(shí)，導(dǎo)線線芯與壓接端子兩種金屬緊密接觸，產(chǎn)生過(guò)熱并發(fā)生變形，在變形過(guò)程中金屬溫度升高，從而導(dǎo)線線芯與端子金屬很好地結(jié)合在一起，相互之間由于溫度的升高，發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，形成合金層，達(dá)到可靠的連接，兩者接觸電阻幾乎為零。壓接的好壞取決于壓接設(shè)備的上下模形狀結(jié)構(gòu)、壓接高度、導(dǎo)線本身線徑及端子結(jié)構(gòu)，其中壓接高度壓接過(guò)程中可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，壓模結(jié)構(gòu)需要在壓接以前根據(jù)導(dǎo)線線徑及端子結(jié)構(gòu)匹配好。

3 端子壓接常用設(shè)備

俗話說(shuō)：“工欲善其事，必先利其器?！毕胍_(dá)到一個(gè)理想的壓接，必須要選擇一種合適的工具。下文簡(jiǎn)單介紹目前我公司使用的壓接工具：

3.1 手動(dòng)壓接工具

一般這類型的工具比較適用于小批量或者新品試制階段未制作合適模具的端子的壓接，此類型工具一般分為兩種：一種是手工工具，通過(guò)某種形式的機(jī)械裝置來(lái)控制壓接操作，一旦壓接操作開(kāi)始后，壓接工具便不能被打開(kāi)直到整個(gè)壓接循環(huán)完成，具有自鎖功能。此種壓接工具由于是全手工，比較費(fèi)勁，而且壓接位置不易統(tǒng)一；另一種就是手工壓接模具，通過(guò)手工來(lái)控制上模移動(dòng)來(lái)完成壓接，此種模具操作簡(jiǎn)單，但是壓接力量無(wú)法控制，不能很好地保持壓接的一致性，如圖1所示：

3.2 氣動(dòng)壓接模具

主要適用于形狀簡(jiǎn)單的閉環(huán)型裸線端子的壓接，如常見(jiàn)的OT系列端子，它一般包括3種齒牙結(jié)構(gòu)，適合0.5～2.5mm2導(dǎo)線的壓接。但是此設(shè)備的缺點(diǎn)就是：第一，上模行程不固定，腳踏開(kāi)關(guān)松開(kāi)，上模就松開(kāi)；第二，由于一般公司用氣設(shè)備比較多，導(dǎo)致氣壓可能不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致上模壓不到指定的位置，端子壓接的可靠性不能得到保證。設(shè)備如圖2所示：

3.3 電動(dòng)壓接模具

如常見(jiàn)的超靜音端子機(jī)，如圖3所示，該設(shè)備主要用于端子的壓接，一般適用于鏈?zhǔn)介_(kāi)環(huán)型端子的壓接，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)壓接，該壓接模具具有傳送機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)，且上模行程可調(diào)，具有計(jì)數(shù)功能，工作效率高，一致性好；另外也可以通過(guò)修改壓接模具，實(shí)現(xiàn)單個(gè)端子的壓接，但是這樣端子壓接位置的一致性就需要人工去控制，可以針對(duì)不同大小的端子做一個(gè)定位模塊，就能很好地控制壓接一致性。有條件的還可以將超靜音端子機(jī)上加裝壓力監(jiān)測(cè)儀器，從而可以實(shí)時(shí)地檢測(cè)上模的壓力大小，保證端子壓接的可靠性。

4 端子的壓接工藝要求及檢驗(yàn)規(guī)范

端子的壓接是整個(gè)電纜線束生產(chǎn)的靈魂，那么什么樣的壓接才是我們理想的一個(gè)壓接工藝要求呢？除了滿足相應(yīng)的拉力要求以外，導(dǎo)體壓接區(qū)還需滿足如下要求：（1）導(dǎo)體絕緣皮與導(dǎo)體壓接區(qū)入端的間距低于全部線徑的50%；（2）導(dǎo)線壓接區(qū)和插接區(qū)之間的芯線通常露出長(zhǎng)度為0.5～1.5mm；（3）導(dǎo)線壓接區(qū)兩側(cè)應(yīng)有鐘形壓口，俗稱“喇叭口”，如果只有一側(cè)，應(yīng)在絕緣層一側(cè)；（4）導(dǎo)線壓接區(qū)、絕緣層壓接區(qū)不可有變形和損壞，如果端子有輕微的變形，為了達(dá)到最終的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)可能需要進(jìn)行配接試驗(yàn)；（5）插接區(qū)不可有變形，卡口片不可變形；（6）伸過(guò)鐘形壓口的多根導(dǎo)線長(zhǎng)度齊平。

5 端子壓接質(zhì)量影響因素

端子壓接質(zhì)量影響因素比較多，任何一個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)控制好都會(huì)影響壓接質(zhì)量，其中最主要的因素就是工具的選擇，必須要針對(duì)不同結(jié)構(gòu)的端子，選擇合適的壓接工具或者壓接模具。下面通過(guò)一個(gè)案例來(lái)看看壓接模具的不同對(duì)端子壓接的影響。

為了驗(yàn)證壓接模具是否影響端子壓接的質(zhì)量，現(xiàn)采用兩種不同的壓接模具壓接相同的電纜（AVRZ32/0.2），保持壓接高度一致，并配相同型號(hào)的端子（OT1-3），各做10個(gè)樣品，測(cè)試其抗拉強(qiáng)度，如圖4為采用坑壓式模具壓接的實(shí)物圖片，圖5為采用雙R模具壓接的實(shí)物圖片，表2為兩種不同壓接模具壓接完成后測(cè)試的拉力值。

通過(guò)以上試驗(yàn)證明，兩者都能滿足拉力要求，且坑壓式模具壓接的線束所承受的拉力整體比雙R模具壓接的稍高，根據(jù)《IPC-A-620B線纜及線束組件的要求與驗(yàn)收》，端子壓接完成后兩端需要有明顯的鐘形壓口，而雙R模具壓接的端子兩端都沒(méi)有釋放導(dǎo)線應(yīng)力的鐘形壓口，所以我們?cè)趬航拥臅r(shí)候一般選用坑壓式的模具進(jìn)行壓接。

端子壓接質(zhì)量除了跟壓接模具有關(guān)外，還與電纜本身有很大關(guān)系，同種類型的電纜本身的粗細(xì)也不一定一樣，國(guó)內(nèi)與國(guó)外的、不同廠家的，甚至同一廠家不同批次的產(chǎn)品，也會(huì)存在差異。線徑相同的情況下，絕緣外皮的厚度也可能會(huì)存在不同，從而會(huì)引起壓接質(zhì)量、效果就不同。另外，端子的材質(zhì)、材料厚度也是一個(gè)重要因素?？梢韵氲剑瑳](méi)有剛性的端子，不可能有抗拉脫力，經(jīng)不得較大的壓力。因此，除壓接模具保證壓接形狀好壞外，影響端子壓接質(zhì)量的工藝參數(shù)有模具壓接高度、電纜的線徑和端子結(jié)構(gòu)。不同的線徑要調(diào)整壓接模具的壓接高度，而不同的端子，模具就各不相同，在具體使用當(dāng)中，我們應(yīng)遵如以下原則：（1）電纜的線徑要符合端子的使用范圍；（2）導(dǎo)線剝頭部分的長(zhǎng)度要合適，保證端子壓接后導(dǎo)線末端突出導(dǎo)體壓接區(qū)的末端；（3）壓接模具要合適，壓接點(diǎn)位于導(dǎo)體壓接區(qū)域的中心，并在導(dǎo)體壓接區(qū)域的兩端有明顯的鐘形壓口；（4）每種端子壓接前，必須要經(jīng)過(guò)拉力測(cè)試儀測(cè)試合格后方可批量壓接。

6 端子壓接常見(jiàn)缺陷及解決辦法

壓接相比于焊接雖然效率提高不少，但是壓接卻是一個(gè)不可逆過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程中如果出現(xiàn)端子壓錯(cuò)或者不牢固的現(xiàn)象基本都是報(bào)廢處理，沒(méi)有很好的辦法來(lái)進(jìn)行維修，如表2所示是日常工作中壓接過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題及解決辦法。

7 端子壓接經(jīng)驗(yàn)

（1）單芯線切記不能進(jìn)行壓接，所有需要壓接對(duì)的導(dǎo)線不得進(jìn)行上錫處理，若有具體要求，可以在壓接完成后再進(jìn)行上錫加固；（2）每次批量壓接前，針對(duì)不同結(jié)構(gòu)的端子要選擇好合適的工具，并對(duì)首件進(jìn)行檢查，合格以后方可批量生產(chǎn)；（3）定期檢查壓接模具的高度，以防壓接過(guò)程中上模松動(dòng)；（4）如果選擇氣動(dòng)壓接設(shè)備，注意保持氣壓的穩(wěn)定，另外還需要確保上模一個(gè)行程完畢才能松開(kāi)腳踏開(kāi)關(guān)。

本文主要介紹了壓接技術(shù)的定義、實(shí)現(xiàn)原理和設(shè)備以及端子壓接的工藝技術(shù)要求及檢驗(yàn)規(guī)范，并針對(duì)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析。其中壓接模具的選擇對(duì)端子壓接質(zhì)量有很大的影響，直接影響后期的裝配及應(yīng)用的電氣性能，當(dāng)然要提高產(chǎn)品的壓接質(zhì)量還應(yīng)該具有良好的檢驗(yàn)體系，只有掌握各個(gè)環(huán)節(jié)的合理控制和調(diào)整，才能確保端子的可靠連接和良好的電氣性能，只有確保壓接良好才能生產(chǎn)出好的線束產(chǎn)品，才能為公司做出更好的整裝產(chǎn)品做好鋪墊。

參考文獻(xiàn)

[1] 壓接連接技術(shù)要求（GJB5020-2001）[S].

[2] 線纜及線束組件的要求與驗(yàn)收（IPC-A-620B）[S].

（責(zé)任編輯：蔣建華）