淺析端子壓接工藝

張 凱，王志廣，戶金科，韓興鈺

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

壓接是汽車線束生產(chǎn)工程中非常重要的工序，是一種有效而可靠的導(dǎo)電體連接方法，它決定了端子和導(dǎo)線連接后物理性能、機(jī)械性能及電氣性能的好壞，高品質(zhì)的壓接應(yīng)具有小而穩(wěn)定的接觸電阻以及較高的拉脫力等特點(diǎn)，所以，只有高效、正確地掌握端子壓接技術(shù)，才能確保生產(chǎn)出高品質(zhì)的汽車線束，才能更好為汽車電器系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供保證。因此，研究端子壓接技術(shù)為汽車行業(yè)線束壓接工藝提供強(qiáng)有力的理論支撐具有極其重要的意義。

1 端子與電線的連接方式

1.1 壓接

壓接是使金屬在規(guī)定的限度內(nèi)壓縮和位移并將導(dǎo)線連接到端子上的一種技術(shù)。好的壓接能產(chǎn)生金屬互熔流動(dòng)，使導(dǎo)線和壓接翅（端子大尾部和小尾部）材料對(duì)稱變形。這種連接類似于冷焊連接，能得到較好的機(jī)械強(qiáng)度和電連續(xù)性，它能承受更惡劣的環(huán)境條件。目前普遍認(rèn)為采用正確的壓接連接比焊接好，特別是在大電流場(chǎng)合必須使用壓接。壓接時(shí)須采用專用壓接鉗或自動(dòng)、半自動(dòng)壓接機(jī)。需要注意的是，壓接連接是永久性連接，只能使用一次。

1.2 焊接

焊接最重要的是焊錫與被焊接表面之間應(yīng)形成金屬的連續(xù)性，因此對(duì)于端子來(lái)說(shuō)，重要的是可焊性。端子焊接端最常見的鍍層是錫合金、銀和金。

1.3 刺破連接

刺破連接又稱絕緣替代連接，具有可靠性高、成本低、使用方便等特點(diǎn)，它適用于帶狀電纜的連接。連接時(shí)不需要?jiǎng)內(nèi)ル娎|的絕緣層，依靠連接器“U”形槽的邊緣刺入絕緣層中，使電纜的導(dǎo)體滑進(jìn)“U”形槽中并被夾持住，從而使電纜導(dǎo)體和端子之間形成緊密的電氣連接性。需要注意的是這種連接必須使用規(guī)定規(guī)格的電纜。

2 壓接連接要保證的3種性能

2.1 物理性能

保證壓接后的端子對(duì)插、穿護(hù)套等幾何性能不出問(wèn)題，包括喇叭口、料邊、扭曲等幾何外觀。如圖1所示，物理性能主要體現(xiàn)在壓接的幾何外觀上。圖1中每個(gè)序號(hào)的名稱及作用如表1所述。

表1 壓接幾何外觀名稱及作用

圖1 壓接幾何外觀

壓接過(guò)后，可以從表2中列出的項(xiàng)目進(jìn)行幾何外觀檢查，以判斷壓接外觀是否合適。

表2 幾何外觀檢查

2.2 機(jī)械性能

機(jī)械性能主要由拉脫力來(lái)衡量，要保證壓接后的端子有較高的拉脫力。各個(gè)主機(jī)廠對(duì)拉脫力的要求不盡相同，如美國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)USCAR-21中對(duì)拉脫力的要求見表3。

表3 拉脫力要求

在拉脫力試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

1）拉脫力測(cè)試應(yīng)在絕緣壓接翅（大尾部）開放（未壓接）的狀態(tài)下執(zhí)行。

2）拉脫力測(cè)試應(yīng)在張緊的導(dǎo)線上進(jìn)行，在試驗(yàn)前張緊導(dǎo)線，以避免因?yàn)槊屠斐蓴?shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

3）對(duì)于2根、3根或多根導(dǎo)線壓接在一起的情況，拉最細(xì)的那一根，例如0.35mm/0.5mm的雙線，拉0.35mm那根。

4）對(duì)于2根、3根或多根導(dǎo)線壓接并在兩點(diǎn)及以上處匯合，測(cè)試線徑最小的一根和線徑最大的一根。例如0.5mm/1.0mm的雙線，2根都要測(cè)試。對(duì)于0.5mm/1.0mm/2.0mm的3 根，測(cè) 試0.5mm和2.0mm的2 根。對(duì) 于0.5mm/0.5mm/2.0mm的3根，測(cè)試其中一個(gè)0.5mm和2.0mm的2根。

2.3 電性能

電壓降是衡量電性能的主要指標(biāo)，要保證壓接后的端子有低而穩(wěn)定的電阻抗。

1）如圖2所示，壓接電壓降即為B、C之間的電壓降減去75mm長(zhǎng)導(dǎo)線的電壓降。

圖2 連接電阻測(cè)量

2）至少準(zhǔn)備10個(gè)測(cè)試樣品。

3）連接計(jì)時(shí)器，加載穩(wěn)定電源。

4）對(duì)電路通電45min然后斷電15min，1h為一個(gè)循環(huán)。

5）測(cè)試電流的大小在表4中列出。

表4 測(cè)試電流

6）通電2h和200h后分別測(cè)量電壓降。

7）允許的最大電阻值為0.55mΩ。

8）2h和200h后分別測(cè)得的電阻值之間的差值應(yīng)小于0.33mΩ。

3 剖面分析

從上述介紹我們知道，端子壓接的機(jī)械性能和電性能好壞的考核指標(biāo)是拉脫力和電壓降，那么怎么能夠保證壓接后的端子很容易通過(guò)機(jī)械性能和電性能測(cè)試呢？我們引入了剖面分析這個(gè)很重要的工具，同時(shí)，通過(guò)圖3可以了解為什么具有符合規(guī)范剖面的端子很容易通過(guò)機(jī)械性能和電性能的測(cè)試。

圖3 壓接高度與拉脫力、連接電阻關(guān)系曲線

3.1 剖面分析10要素

剖面可用下面10個(gè)參數(shù)來(lái)衡量，我們結(jié)合圖4來(lái)一一介紹。

圖4 剖面圖

各參數(shù)之間的關(guān)系（S代表材料厚度）如下。

1）一般情況下C的值在1×C到1.1×C之間。

2）支撐角度（導(dǎo)體壓接翼切線相對(duì)豎直線最大角度）S≤30°；支撐高度H≥1/4S，但最小H≥0.1mm。

3）卷曲末端距離F≥1/2×S。對(duì)于電線截面≤0.5mm的情況，F(xiàn)不受F≥1/2×S的約束，只要保證F≥0.1×S，就是許可接受的狀態(tài)。

4）壓接翼落差C≤1×S。

5）毛刺寬度B≤0.1mm，毛刺高度B不應(yīng)超過(guò)壓接最低點(diǎn)。

6）底部材料厚度S≥0.75×S。

3.2 理想的剖面特征

3.2.1 導(dǎo)線壓接剖面

比較理想的剖面特征如圖5所示。1.壓接高度（C）2.壓接寬度（C）3.可測(cè)量壓接寬度（C）4.支撐角度（S）5.支撐高度（H）6.卷曲末端距離（F）7.壓接翼落差（C）8.毛刺高度（B）9.毛刺寬度（B）10.底部材料厚度（S）

該剖面具有下列特征：壓接翅對(duì)稱壓接；所有的股絲均被壓緊；端子材料無(wú)開裂或損壞；壓接頂部的芯翅要閉合（無(wú)裂口）；合理的壓縮比C（15%～20%的壓縮比率最容易通過(guò)機(jī)械性能和電性能測(cè)試）。

C=100［1-（T/A）］%

式中：C——變形率；T——壓接后形成的區(qū)域面積；A——壓接前的截面積。

表5中列出的截面特征通常認(rèn)為不可接受，壓接時(shí)應(yīng)加以注意。

表5 壓接剖面檢查

3.2.2 絕緣壓接剖面

比較理想的截面特征如圖6所示。

圖6 絕緣壓接剖面

該截面具有的特征：對(duì)稱壓接；不出入絕緣層；翅膀包圍絕緣層（把手）以提供適當(dāng)?shù)尼尫艔埩?。?中列出的截面特征通常認(rèn)為不可接受，壓接時(shí)應(yīng)加以注意。

表6 絕緣剖面檢查

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要從端子的連接方式、壓接性能以及剖面3個(gè)方面對(duì)端子的壓接工藝進(jìn)行研究。其中，對(duì)壓接連接的物理性能、機(jī)械性能以及電性能進(jìn)行分析，也對(duì)剖面分析10要素、導(dǎo)線壓接剖面、絕緣壓接剖面進(jìn)行分析。研究結(jié)果為汽車線束壓接工藝提供相應(yīng)的理論依據(jù)，對(duì)高效、正確地掌握端子壓接技術(shù)提供保障。