隨著汽車行業的快速發展 ,對汽車線束的電性能要求也越來越高 ,端子壓接是影響汽車線束電性能的重要因素 ,所以端子壓接的品質對整車性能的影響也越發重要,結合對端子壓接的理論研究以及試驗驗證 ,從連接方式 、壓接性能 、剖麵等角度對端子壓接技術進行分析研究 ,為汽車線束壓接工藝提供相應的理論依據 。
壓接是汽車線束生產工程中非常重要的工序 ,是一種有效而可靠的導電體連接方法 ,它決定了端子和導線連接後物理性能 、機械性能及電氣性能的好壞 ,高品質的壓接應具有小而穩定的接觸電阻以及較高的拉脫力等特點 ,所以 ,隻有高效 、正確地掌握端子壓接技術 ,才能確保生產出高品質的汽車線束 ,才能更好為汽車電器係統的正常運行提供保證 。因此 ,研究端子壓接技術為汽車行業線束壓接工藝提供強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
壓接是使金屬在規定的限度內壓縮和位移並將導線連接到端子上的一種技術 。好的壓接能產生金屬互熔流動 ,使導線和壓接翅(端子大尾部和小尾部) 材料對稱變形 。這種連接類似於冷焊連接 ,能得到較好的機械強度和電連續性 ,它能承受更惡劣的環境條件 。目前普遍認為采用正確的壓接連接比焊接好 ,特別是在大電流場合必須使用壓接 。壓接時須采用專用壓接鉗或自動 、半自動壓接機 。需要注意的是 ,壓接連接是永久性連接 ,隻能使用一次 。
1.2 焊接
焊接最重要的是焊錫與被焊接表麵之間應形成金屬的連續性 ,因此對於端子來說 ,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,它適用於帶狀電纜的連接 。連接時不需要剝去電纜的絕緣層 ,依靠連接器“U”形槽的邊緣刺入絕緣層中 ,使電纜的導體滑進“U”形槽中並被夾持住 ,從而使電纜導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定規格的電纜 。
2 壓 接 連 接 要 保 證 的 3 種 性 能
2.1 物理性能
保證壓接後的端子對插 、穿護套等幾何性能不出問題 ,包括喇叭口 、料邊 、扭曲等幾何外觀 。如圖1所示 ,物理性能主要體現在壓接的幾何外觀上 。圖1中每個序號的名稱及作用如表1所述 。
壓接過後 ,可以從表2中列出的項目進行幾何外觀檢查 ,以判斷壓接外觀是否合適 。
2.2 機械性能
機械性能主要由拉脫力來衡量 ,要保證壓接後的端子有較高的拉脫力 。各個主機廠對拉脫力的要求不盡相同 ,如美國汽車工程學會USCAR-21中對拉脫力的要求見表3 。
在拉脫力試驗過程中應注意以下幾點 。
1) 拉脫力測試應在絕緣壓接翅(大尾部) 開放(未壓接) 的狀態下執行 。
2) 拉脫力測試應在張緊的導線上進行 ,在試驗前張緊導線 ,以避免因為猛拉而造成數據不準確 。
3) 對於2根 、3根或多根導線壓接在一起的情況 ,拉最細的那一根 ,例如0.35mm2/0.5mm2的雙線 ,拉0.35mm2那根 。
4) 對於2根 、3根或多根導線壓接並在兩點及以上處匯合 ,測試線徑最小的一根和線徑最大的一根 。例如0.5mm2/1.0mm2的雙線 ,2根都要測試 。對於0.5mm2/1.0mm2/2.0mm2的3根 ,測試0.5mm2和2.0mm2的2根 。對於0.5mm2/0.5mm2/2.0mm2的3根 ,測試其中一個0.5mm2和2.0mm2的2根 。
2.3 電性能
電壓降是衡量電性能的主要指標 ,要保證壓接後的端子有低而穩定的電阻抗 。
1) 如圖2所示 ,壓接電壓降即為B 、C之間的電壓降減去75mm長導線的電壓降 。
2) 至少準備10個測試樣品 。
3) 連接計時器 ,加載穩定電源 。
4) 對電路通電45min然後斷電15min ,1h為一個循環 。
5) 測試電流的大小在表4中列出 。
6) 通電2h和200h後分別測量電壓降 。
7) 允許的最大電阻值為0.55mΩ 。
8) 2h和200h後分別測得的電阻值之間的差值應小於0.33mΩ 。
3 剖麵分析
從上述介紹我們知道 ,端子壓接的機械性能和電性能好壞的考核指標是拉脫力和電壓降 ,那麽怎麽能夠保證壓接後的端子很容易通過機械性能和電性能測試呢 ?我們引入了剖麵分析這個很重要的工具 ,同時 ,通過圖3可以了解為什麽具有符合規範剖麵的端子很容易通過機械性能和電性能的測試 。
3.1 剖麵分析10要素
剖麵可用下麵10個參數來衡量 ,我們結合圖4來一一介紹 。
各參數之間的關係(S代表材料厚度) 如下 。
1) 一般情況下Cwm的值在1×Cw到1.1×Cw之間 。
2) 支撐角度(導體壓接翼切線相對豎直線最大角度)Sa≤30° ;支撐高度Hs≥1/4S ,但最小Hs≥0.1mm 。
3) 卷曲末端距離Fc≥1/2×S。對於電線截麵≤0.5mm2的情況 ,Fc不受Fc≥1/2×S的約束 ,隻要保證Fc≥0.1×S ,就是許可接受的狀態 。
4) 壓接翼落差Cfe≤1×S 。
5) 毛刺寬度Bw≤0.1mm ,毛刺高度Bh不應超過壓接最低點 。
6) 底部材料厚度Sb≥0.75×S 。
3.2 理想的剖麵特征
3.2.1 導線壓接剖麵
比較理想的剖麵特征如圖5所示 。
該剖麵具有下列特征 :壓接翅對稱壓接 ;所有的股絲均被壓緊 ;端子材料無開裂或損壞 ;壓接頂部的芯翅要閉合(無裂口);合理的壓縮比C (15%~20%的壓縮比率最容易通過機械性能和電性能測試) 。
C=100[1-(T /A)]%
式中 :C——變形率 ;T——壓接後形成的區域麵積 ;A——壓接前的截麵積 。
表5中列出的截麵特征通常認為不可接受 ,壓接時應加以注意 。
3.2.2 絕緣壓接剖麵
比較理想的截麵特征如圖6所示 。
該截麵具有的特征 :對稱壓接 ;不出入絕緣層 ;翅膀包圍絕緣層(把手) 以提供適當的釋放張力 。表6中列出的截麵特征通常認為不可接受 ,壓接時應加以注意 。
4 結 語
本文主要從端子的連接方式 、壓接性能以及剖麵3個方麵對端子的壓接工藝進行研究 。其中 ,對壓接連接的物理性能 、機械性能以及電性能進行分析 ,也對剖麵分析10要素 、導線壓接剖麵 、絕緣壓接剖麵進行分析 。研究結果為汽車線束壓接工藝提供相應的理論依據 ,對高效 、正確地掌握端子壓接技術提供保障 。
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