城軌車輛端子線纜壓接工藝分析

王要鵬

摘 要：當(dāng)前我國(guó)的軌道交通行業(yè)正處于快速發(fā)展的階段，軌道車輛中電氣連接的可靠性直接影響著車輛的運(yùn)行安全，電氣連接主要由各式各樣的連接器進(jìn)行串聯(lián)，而連接器的組裝工藝的優(yōu)劣關(guān)鍵在于連接器端子的壓接質(zhì)量。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)壓接端子壓接端子的可靠性研究性尚在起步階段，還沒有一套完備的體系或者標(biāo)準(zhǔn)來論述該項(xiàng)內(nèi)容，因此對(duì)壓接端子壓接質(zhì)量的分析和研究是一個(gè)亟待解決的課題。本文主要對(duì)軌道交通行業(yè)的壓接工藝進(jìn)行分析，并提出了提高壓接工藝的一些看法。

關(guān)鍵詞：軌道交通;壓接工藝;可靠性;機(jī)械性能;電氣性能

Analysis of crimping process of terminal cable for urban rail vehicles

Wang Yaopeng

Zheng Zhou CRRC SIFANG Co.，Ltd. HenanZhengZhou 450100

Abstract：At present，China's rail transit industry is in a stage of rapid development.The reliability of electrical connection in rail vehicles directly affects the operational safety of vehicles.Electrical connections are mainly connected by various connectors，and the assembly of connectors The key to the process is the quality of the crimping of the connector terminals.At present，the research on the reliability of crimp terminals in crimp terminals is still in its infancy，and there is no complete system or standard to discuss this content.Therefore，the analysis and research on the crimping quality of crimp terminals is a The problem to be solved.This paper mainly analyzes the crimping process of the rail transit industry and puts forward some views on improving the crimping process.

Key words：rail transit;crimping process;reliability;mechanical properties;electrical performance

隨著軌道交通車輛電氣化程度的加深，電纜在車輛組裝中占有的比例越來越高，而電纜與電纜，設(shè)備與電纜、設(shè)備與設(shè)備之間都需要有壓接端子或者連接器作為串聯(lián)媒介，為了使車輛在實(shí)際運(yùn)行中有較高的可靠性，電氣連接必須保證有滿足要求的機(jī)械強(qiáng)度和電氣導(dǎo)通特性，這就要求端子線纜通過現(xiàn)有壓接工藝能夠達(dá)到使用要求。

1 壓接

電纜與接線端子之間的連接型式主要有焊接、繞接和壓接，而用于軌道車輛的有焊接和壓接兩種工藝型式。

端子壓接是指電纜與端子通過使用手動(dòng)壓接鉗或自動(dòng)壓接機(jī)等壓接工具對(duì)端子施加機(jī)械外力，使電纜和端子的壓接區(qū)域產(chǎn)生合適的塑性變形，從而完成兩者的緊密接合，形成穩(wěn)定的機(jī)械、電氣連接。壓接工藝手段分為冷壓和熱壓兩種，目前軌道車輛電氣連接普遍采用冷壓工藝，即在常溫條件下進(jìn)行電纜與端子的壓接。冷壓接端子工藝上是通過壓接鉗的上下壓模閉合對(duì)壓接端子施加機(jī)械外力促使其與線纜緊密結(jié)合，[1]從而達(dá)到穩(wěn)定的機(jī)械性能和電氣性能。

2 壓接的優(yōu)勢(shì)

相比端子壓接工藝，焊接也是一種常用的電氣連接工藝。電纜與端子焊接是指加熱錫焊材使其在一定溫度下熔化，熔化的錫焊材和端子浸潤(rùn)，把端子與線纜的芯線粘合在一起，從而具有良好的導(dǎo)電性能。但是這種連接方式存在很多不利因素。首先，焊接不宜操作，焊接的時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)焊接質(zhì)量的影響較大，焊接時(shí)間過長(zhǎng)易破環(huán)電纜絕緣層，焊接時(shí)間過短端子連接不牢;其次，錫焊材用量難以控制，錫焊材熔化過多會(huì)使端子線纜連接部分尺寸過大而導(dǎo)致端子無法正常與端子臺(tái)配合;第三，操作比較繁瑣，焊接前需要準(zhǔn)備電源、焊槍、焊料、防護(hù)用品等，焊接后焊錫多出部分需人工手動(dòng)修證整完成;最后，焊接質(zhì)量難以保證，焊接質(zhì)量會(huì)直接影響電纜和端子的電連通效果。

因此可知，端子線纜壓接技術(shù)相比端子線纜焊接技術(shù)有諸多優(yōu)點(diǎn)：第一，無需大量的準(zhǔn)備工作，只需準(zhǔn)備合適的壓接工具，施工工藝較容易掌握;第二，施工環(huán)境要素具有優(yōu)勢(shì)，無熱影響、不污染環(huán)境;第三，施工周期短、生產(chǎn)效率高，成本低;第四，電氣性能好，機(jī)械性能佳，環(huán)境適應(yīng)性好;第五，壓接可實(shí)現(xiàn)緊密連接，是電纜與端子壓接處具有低電阻、低溫升的電氣特性。[2]

綜上所述，電纜與端子的連接方式中，壓接工藝是電纜與端子連接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

3 壓接三要素

3.1 接線端子

接線端子通常指由銅材等沖制而成的連接器接觸件。接線端子或插針是連接于電線端頭、使電線能和其他電氣件間實(shí)現(xiàn)可拆卸連接的壓接件。端子或插針的基本結(jié)構(gòu)包括三個(gè)主要部分，包括接合區(qū)、過渡區(qū)和壓接區(qū)，以插針為例見圖1。

接合區(qū)是指端子與另一半連接端子插接的部分。

過渡區(qū)設(shè)計(jì)為在壓接過程中不受影響。如果改變了彈性片或端子止口的位置，同樣將影響連接器的性能。

壓接區(qū)是唯一設(shè)計(jì)受到壓接工藝影響的部分。端子壓接在電線上的所有工作僅發(fā)生在壓接區(qū)。

3.2 電線

電線類型主要包括單芯電線、普通絞纜、細(xì)絞線電線（柔性電線） 及特細(xì)絞線電線（柔性電線）。

3.3 壓接工具

按照適用端子進(jìn)行分類，可分為開放式（卷邊）端子壓線鉗、單點(diǎn)式壓線鉗、四點(diǎn)式壓線鉗、金屬環(huán)壓線鉗、同軸電纜壓線鉗、水晶頭壓線鉗。

4 壓接的過程工藝控制及常見的壓接不合格

4.1 剝線

通常情況下4mm2及以下單芯線線纜采用剝線鉗施工，施工過程中需選用匹配的剝線鉗進(jìn)行剝線，剝線作業(yè)后需用鋼直尺確認(rèn)剝線長(zhǎng)度符合要求，剝線長(zhǎng)度測(cè)量過長(zhǎng)或過短時(shí)，需再次修正后確認(rèn)長(zhǎng)度符合要求。剝線長(zhǎng)度與接線端子相匹配。4mm2以上電纜使用壁紙刀施工，施工過程要求不得割斷線芯，電纜絕緣層剝線截面平整。施工完成的線纜要求無斷股現(xiàn)象。

4.2 整線

對(duì)剝完的線纜芯線進(jìn)行檢查，確認(rèn)芯線無松動(dòng)和散開，若有需將芯線重新擰成完好狀態(tài)。對(duì)剝完的線纜絕緣外皮進(jìn)行檢查，以確保絕緣層剝除時(shí)被切割得整齊。不應(yīng)使用絕緣外皮破損的電線。嚴(yán)禁剝線工具刺傷芯線的任何部分。若發(fā)現(xiàn)有刺傷的芯線，必須把刺傷部分切掉，然后重新剝除絕緣層。

4.3 壓接

根據(jù)端子類型選用合適的壓接工具，一般情況下選用壓接端子生產(chǎn)廠家推薦型號(hào)的壓接工具，并按照線纜芯線外徑選用壓接檔位或者壓模進(jìn)行壓接，壓接過程要求一氣呵成，不允許出現(xiàn)有壓接過程中間停頓二次施力現(xiàn)象。

4.4 壓接確認(rèn)

針對(duì)端子及壓接方式的不同，端子壓接后狀態(tài)的合格標(biāo)準(zhǔn)不同，以插針類端子為例見圖2，要求端子壓接完成后，

1） 通過插針觀察孔能觀察線芯。

2） 壓線鉗壓痕位置位于端子壓接區(qū)域中間位置，壓痕要求有均勻的深度壓接。

3） 插針與線纜絕緣外皮之間空隙b應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)。

4）不允許有線纜線芯插接不到位、線芯斷股、絕緣層損傷、壓接位置不正確等不合格現(xiàn)象。

5 判斷壓接端子性能優(yōu)劣的依據(jù)

壓接完成的端子需要滿足達(dá)標(biāo)的機(jī)械性能、電氣性能，即壓接端子的耐拉力和壓接接觸電阻。

5.1 耐拉力

接線端子與導(dǎo)線用壓線鉗壓接后，其機(jī)械性能主要表現(xiàn)為端子與線纜發(fā)生塑性變形結(jié)合后能夠承受規(guī)定的拉力值。檢驗(yàn)接線端子壓接后的機(jī)械性能能否滿足要求，通常情況下采用帶計(jì)量讀數(shù)的拉力機(jī)來測(cè)量，測(cè)量過程要求測(cè)量拉伸負(fù)荷量不低于對(duì)應(yīng)拉力值的規(guī)定。

5.2 壓接接觸電阻

壓接電阻是指端子壓接后導(dǎo)線與接線端子接觸面不完全接觸的電阻。正常工作后，電流通過壓接部位就會(huì)產(chǎn)生電壓降，壓接電阻反映了壓接工藝對(duì)電氣傳輸?shù)挠绊?。壓接端子在與線纜壓接后應(yīng)當(dāng)具有較低的壓接電阻，從而當(dāng)通電過程中的極限電流通過壓接部位時(shí)因壓接電阻而產(chǎn)生的溫升現(xiàn)象能滿足電氣傳輸?shù)囊?，使電氣連接具有良好的傳輸質(zhì)量。

6 結(jié)語

本文論述了壓接工藝在軌道交通中的重要性及應(yīng)用，同時(shí)對(duì)壓接工藝各個(gè)要素和壓接過程工藝控制進(jìn)行了基本的分析，因?yàn)閴航庸に噷?duì)電氣連接性能有很大影響，因此不斷提高壓接工藝，確保電氣連接的可靠性對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性具有重要的意義。提高壓接工藝的可靠性就需要加大對(duì)壓接的試驗(yàn)分析和失效分析，在大量數(shù)據(jù)和分析結(jié)論的基礎(chǔ)上生成出一套完備的知識(shí)體系和標(biāo)準(zhǔn)，促使壓接的各要素、壓接過程都形成標(biāo)準(zhǔn)化、模式化、規(guī)范化的內(nèi)容，進(jìn)而保證壓接工藝的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓珍.論線束端口的壓接工藝[J].中國(guó)高新科技，2017，（6）：28-30.

[2]柏延平.端子壓接工藝分析及應(yīng)用[J].電子世界，2014，（12）：279-280.