接線端子的塑料絕緣材料和導電部件直接關系到端子的質量,決定了端子的絕緣性能和導電性能。任何接線端子的故障都會導致整個系統(tǒng)工程的故障。
預防是目的,分析是基礎。從某種意義上說,預防失效比分析失效更重要。它對保證端子的質量和可靠性具有更現實的意義。
從使用角度來看,接線端子應該具備以下功能:接觸部位必須導通,接觸可靠。絕緣部位不應導通的地方必須絕緣可靠。接線端子有三種常見的致命故障形式:
1、接觸不良。
端子內部的金屬導體是端子的核心部件,它將外部電線或電纜的電壓、電流或信號傳輸到與其匹配的連接器相對應的接觸部件。因此,接觸件必須具有良好的結構、穩(wěn)定可靠的接觸保持和良好的導電性。由于接觸件結構設計不合理、材料選擇錯誤、模具不穩(wěn)定、加工尺寸差、表面粗糙、熱處理電鍍等表面處理工藝不合理、組裝不當、儲存使用環(huán)境惡劣、操作使用不當,接觸件的接觸部位和配合部位會造成接觸不良。
2、絕緣不良。
絕緣體的功能是保持接觸件在正確的位置排列,使接觸件與接觸件、接觸件與外殼絕緣。因此,絕緣件必須具有優(yōu)異的電氣性能、機械性能和工藝成型性能。特別是隨著高密度和小型接線端子的廣泛使用,絕緣體的有效壁厚越來越薄。這對絕緣材料、注塑模具精度和成型工藝提出了更嚴格的要求。由于絕緣體表面或內部金屬多余、表面灰塵、焊劑等污染受潮。,有機物沉淀物和有害氣體吸附膜與表面水膜融合形成離子導電通道,吸潮、發(fā)霉、絕緣材料老化等。會造成短路、漏電、擊穿、絕緣電阻低等絕緣不良現象。
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3、固定不良。
絕緣體不僅起到絕緣功能,而且通常為伸出的接觸件提供準確的中和保護,同時還具有安裝定位、鎖定和固定在設備上的功能。固定不良,輕的影響接觸可靠,導致瞬間斷電,嚴重的是產品解體。解體是指接線端子在插入狀態(tài)下,由于材料、設計、工藝等原因導致結構不可靠,導致插頭與插座、插針與插孔異常分離,導致控制系統(tǒng)電能傳輸和信號控制中斷的嚴重后果。由于設計不可靠、選材錯誤、成型工藝選擇不當、熱處理、模具、裝配、焊接等工藝質量差、裝配不當等。
另外,由于涂層起皮、腐蝕、碰傷、塑殼飛邊、破裂、接觸件加工粗糙、變形等原因造成的外觀不良,定位鎖緊配合尺寸超差、加工質量一致性差、總分離力過大等原因造成的交換不良,也是常見病、多發(fā)病。這些故障通??梢栽跈z查和使用過程中及時發(fā)現和消除。
可靠性篩選檢驗,防止失效。
為了保證端子的質量和可靠性,防止上述致命故障的發(fā)生,建議根據產品的技術條件,研究制定相應的篩選技術要求,并進行以下有針對性的可靠性檢驗,以防止故障的發(fā)生。
1、防止接觸不良。
1)導通檢測。
目前一般接線端子廠家的產品驗收試驗沒有這個項目,用戶安裝后一般需要進行導通檢測。所以建議廠家對一些重點型號的產品要增加100%的逐點導通檢測。
2)瞬間檢測。
一些端子用于動態(tài)振動環(huán)境。實驗表明,只檢查靜態(tài)接觸電阻是否合格,不能保證動態(tài)環(huán)境下接觸的可靠性。由于接觸電阻合格的連接器在進行振動、沖擊等模擬環(huán)境試驗時仍然存在瞬時斷電現象,因此對于一些高可靠性要求的接線端子,最好對其進行100%的動態(tài)振動試驗,以評估其接觸可靠性。
3)檢測單孔分離力。
單孔分離力是指插入狀態(tài)的接觸器從靜止到運動的分離力,用來表示插針和插孔之間的接觸。實驗表明,單孔分離力太小,在振動和沖擊載荷下可能會導致信號瞬間斷裂。用測量單孔分離力的方法檢查接觸可靠性比測量接觸電阻更有效。發(fā)現單孔分離力超差的插孔,測量接觸電阻往往合格。因此,除了開發(fā)新一代柔性插合接觸穩(wěn)定可靠的接觸件外,生產廠家不應使用自動插拔試驗機對關鍵型號進行多點測量,而應對成品進行100%的逐點單孔分離力檢查,以防止個別插孔松動造成信號瞬間斷裂。
2、防止絕緣不良。
1)檢查絕緣材料。
原料質量對絕緣體的絕緣性能有很大影響。因此,原材料制造商的選擇尤為重要,不能盲目降低成本,失去材料質量。應該選擇信譽好的大廠材料。并仔細檢查每批材料的批號、材料證明等重要信息。做好材料使用的可追溯性數據。
2)絕緣體絕緣電阻檢查。
現在,一些生產廠家的工藝規(guī)定裝配成成品后再檢測電氣性能,結果由于絕緣體本身的絕緣電阻不合格,只能報廢整批成品。合理的工藝應在絕緣件狀態(tài)下100%篩選工藝,以確保合格的電氣性能。
3、防止固定不良。
1)互換檢查。
交換檢查是一種動態(tài)檢查。它要求同一系列匹配的插頭和插座可以相互插入連接,找出是否存在因絕緣體、接觸件等零件尺寸超差、零件缺失或組裝不到位而無法插入、定位和鎖定,甚至在旋轉力的作用下解體。交換檢查的另一個功能是通過螺紋、卡口等插拔連接,及時發(fā)現是否有影響絕緣性能的金屬多余物。因此,一些重要用途的接線端子應100%檢查,以避免此類重大致命故障事故。
2)耐力矩檢查。
耐力矩檢查是評估端子結構可靠性的有效方法。比如美軍標準MIL-L-39012。按照標準,每批應抽樣檢查耐力矩,及時發(fā)現問題。
3)壓接線的通測。
經常發(fā)現個別芯壓接線在電裝時送不到位,或送到位后鎖不住,接觸不可靠。原因是個別安裝孔螺牙上有毛刺或污垢卡死。尤其是用戶已經電裝到一個插頭座的最后幾個安裝孔,發(fā)現這個缺陷后,只好將其他安裝好的孔壓接線一一卸下,重新更換插頭座。另外,由于導線線徑與壓接孔徑選擇配合不當,或由于壓接工藝操作失誤,也會造成壓接端不牢的事故。因此,制造商應在成品出廠前對交付的插頭(座)樣品的所有安裝孔進行一般測試,即用裝卸工具將帶插針或插孔的導線觸摸到位,檢查是否可以鎖定。根據產品的技術條件,檢查每根壓接線的拉脫力。