線纜壓接質量判斷方法研究

蔡澤 王騫 張偉 劉瓏

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

關鍵詞：可靠性 ?壓接質量 ?耐拉力試驗 ?拉力曲線

中圖分類號：V19 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：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線筒包住裸導線，用手動或自動的專用壓接工具對導線筒進行機械壓緊而產生的連接。隨著航天技術的發(fā)展，對產品的小型化、多功能化要求越來越高，而壓接技術相對于焊接技術的優(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，壓接質量不再依賴操作人員的經驗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，以達到有效判斷壓接質量和提高產品可靠性的目的。

1 ?現(xiàn)狀及問題

對于工程應用來說，最重要的工作是針對不同導線和壓線筒的規(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，但當導線線芯被壓傷后，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線和壓線筒，壓痕深淺的較小差別就能導致“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線規(guī)格時的壓接檔位和耐拉力值的參考標準。然而，實際生產過程中卻存在以下問題。

1.1 進口壓接工具與國產元器件的不匹配性

由于進口美軍標壓接工具性能優(yōu)良、操作簡便、可靠性高而被國內軍工企業(yè)廣泛采用[2]，但由于元器件國產化、成本等原因常常沒有選用進口的美軍標連接器與進口的美標導線，但在選擇檔位時則按照進口壓接工具的檔位選擇標準。在耐拉力試驗時發(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，需要生產企業(yè)自己選擇壓接檔位。而對于截面積較小的導線，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量，若拉力值滿足要求，就認定所選檔位正確。

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

2 ?解決方案

按GJB 5020的要求，耐拉力實驗的破壞形式是導線被拉伸破壞的形式，其拉斷的過程應與所壓導線本身被拉斷過程類似。普通導線由內部芯線和外部絕緣層組成，內部芯線有鍍銀銅絲、鍍錫銅絲、鍍鎳銅絲等[3]，其在耐拉力試驗時，同樣具有金屬材料受載后的特性。金屬材料受載后，先經彈性變形到屈服，屈服后再經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，導線開始由放松狀態(tài)進入受力拉伸狀態(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?，期間可能有個別導線斷裂時間不一致導致的階梯下降狀態(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時增加所壓導線的耐拉力試驗，把導線耐拉力試驗值作為對比數(shù)據(jù)，作為對壓接試驗件的耐拉力值的最基本判斷依據(jù)。同時，提出在已有試驗報告的基礎上增加拉力曲線對比圖，對拉力試驗的過程進行對比分析，通過拉力值、拉力曲線綜合比較來確定最佳壓接檔位。

3 ?實驗驗證

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行0.2mm2導線的壓接實驗，通過實驗確定其壓接檔位，同時驗證上述方案的正確性和有效性。

3.1 試驗準備

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）。

聚四氟乙烯絕緣導線：AFK-250（19/0.12）0.2mm2適當數(shù)量（合格）。

拉脫力測試儀：型號DMC-TST50K，最小刻度0.5 kg（合格）。

試驗件：0.2mm2導線一根，5檔壓接試驗件3只，6檔壓接試驗件3只，7檔壓接試驗件3只、8檔壓接試驗件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，分別進行耐拉力試驗。

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

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

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

如圖3所示為8檔壓接試驗件和導線的拉力曲線，其壓接試驗件拉力曲線與導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，表層導線與壓線筒內壁和里層導線的摩擦力加大，等到拉力達到最大摩擦力時，導線開始與壓線筒內壁產生移動，直到拉脫。

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

第一，0.2mm2導線進行單獨拉力試驗時其最大耐拉力值能達到57.82N，具有較長的屈服時間和明顯的緊縮斷裂點。而通過壓接后，試驗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，不符合標準要求，同時，其拉力曲線與導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導線和CDb麻花針的最適合檔位。

4 ?結語

通過實驗驗證，增加導線耐拉力試驗，對壓接試驗件具有一定的實際對比意義。而通過增加對試驗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。

參考文獻

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