屏蔽式電連接器環(huán)接工藝技術(shù)研究

劉 昊 劉 寧 劉 毅 范亞巍 王中婧

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屏蔽式電連接器環(huán)接工藝技術(shù)研究

劉 昊 劉 寧 劉 毅 范亞巍 王中婧

（燎原無線電廠，成都 610100）

通過對屏蔽式電連接器多附件結(jié)構(gòu)裝配工藝技術(shù)的研究，改進(jìn)裝配方法，優(yōu)化裝配流程，解決線束扭絞問題。使用分區(qū)管理、物理隔離和灌封保護(hù)等方法，進(jìn)行多余物防控，防止多余物對電纜電氣性能造成影響。進(jìn)行X光檢查和應(yīng)力篩選試驗(yàn)驗(yàn)證，得出避免線束扭絞和防控多余物的最佳方法，滿足設(shè)計指標(biāo)要求，保證電纜產(chǎn)品質(zhì)量。

電連接器；環(huán)接；屏蔽處理；多余物

1 引言

隨著電子裝備在軍事領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用，裝備配套電纜網(wǎng)抵抗電力電磁干擾的能力已經(jīng)成為衡量其技戰(zhàn)術(shù)水平的重要技術(shù)指標(biāo)。電纜網(wǎng)加工時對其進(jìn)行屏蔽處理是防控電力線及磁力線影響，在指定空間內(nèi)防止外部靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)影響的重要加工環(huán)節(jié)。

在軍品生產(chǎn)中，由于各型號對屏蔽效果要求越來越高，傳統(tǒng)的防波套連接方法已不能滿足產(chǎn)品性能要求。針對新型屏蔽式電連接器尾罩采用環(huán)接技術(shù)屏蔽處理，屏蔽式電連接器相對于傳統(tǒng)電連接器結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，組件繁多，會引起線束的扭絞、多余物的產(chǎn)生和尾罩松動，對產(chǎn)品性能產(chǎn)生致命的影響，迫切需要改進(jìn)工藝方法，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和加工合格率。

2 屏蔽式電連接器結(jié)構(gòu)及環(huán)接技術(shù)難點(diǎn)

屏蔽式電連接器的J599型結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示（其中有部分連接器無密封墊圈，屏蔽環(huán)分為單環(huán)、雙環(huán)、無環(huán)三種）。

圖1 圓形電連接器結(jié)構(gòu)分解示意圖

圖2 圓形電連接器外觀示意圖

屏蔽式電連接器由壓卡、尾罩、密封膠墊、屏蔽環(huán)、連接套筒、螺帽和插頭等多附件組成，其中心部位有導(dǎo)線束，外套防波套，在環(huán)接過程中由于采用螺紋旋緊方式，易造成附件和導(dǎo)線束間的摩擦擠壓，造成導(dǎo)線束扭轉(zhuǎn)，如圖3、圖4所示。

圖3 線束扭絞外觀圖

圖4 線束扭絞X光圖

用于環(huán)接的防波套或銅網(wǎng)在加工中有金屬絲掉落，在焊杯處形成多余物，且裝配后經(jīng)X光檢查無法發(fā)現(xiàn)。在使用過程中，金屬多余物會移動位置引起短路，造成產(chǎn)品電氣性能不合格，質(zhì)量風(fēng)險大，如圖5、圖6所示。

圖5 金屬絲多余物外觀圖

圖6 金屬絲多余物放大圖

3 主要研究內(nèi)容

3.1 改變加工流程

裝配尾罩時，屏蔽環(huán)輕微歪斜，且綁扎較緊，各自成為一體的尾罩、防波套、屏蔽環(huán)、橡膠圈、連接套筒外線束與插頭、連接套筒、連接套筒內(nèi)線束相對轉(zhuǎn)動，即兩段線束相對扭轉(zhuǎn)，同時，封堵口和屏蔽綁扎位置間的距離較短，扭轉(zhuǎn)力量無處釋放，導(dǎo)致導(dǎo)線斷線，造成電氣性能錯誤。原加工裝配流程如下圖7所示。

圖7 改進(jìn)前加工裝配流程

3.1.1 試驗(yàn)方案及過程

經(jīng)過分析產(chǎn)生線束扭轉(zhuǎn)問題的原因，制定表1所示的解決方案，并對其可行性進(jìn)行分析。

表1 電連接器裝配流程解決方案

根據(jù)所得解決方案，制定了如表2所示的試驗(yàn)項(xiàng)目。

表2 電連接器裝配流程試驗(yàn)項(xiàng)目

3.1.2 試驗(yàn)結(jié)論

使用經(jīng)過試驗(yàn)的環(huán)接屏蔽處理方法，用于處理某產(chǎn)品中屏蔽式尾罩的電連接器的屏蔽處理工序，所有產(chǎn)品通過導(dǎo)通電阻、絕緣電阻、抗電強(qiáng)度測試檢查是否存在多余物，并通過X光檢測。

對于屏蔽一體和屏蔽分解兩種屏蔽處理方式，較為合適的加工流程為先屏蔽處理，然后安裝尾罩，最后安裝插頭。改進(jìn)后的裝配流程：

a. 屏蔽處理→安裝尾罩→安裝插頭（屏蔽一體）

屏蔽處理時將防波套或銅網(wǎng)遠(yuǎn)離焊杯和連接套筒，避免剪切金屬絲時多余物進(jìn)入插頭和連接套筒內(nèi)部，有效控制多余物；先安裝尾罩再安裝插頭，安裝尾罩時將處理好的屏蔽環(huán)、橡膠墊、連接套筒及尾罩裝為一體，安裝插頭時固定插頭和尾罩，只擰緊連接螺帽，插頭、尾罩和線束處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，無線束無扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

b. 屏蔽處理→安裝尾罩→安裝插頭（屏蔽分節(jié)）

采用銅網(wǎng)進(jìn)行分節(jié)式環(huán)接屏蔽處理，使用翻折裁剪好的銅網(wǎng)套入屏蔽環(huán)后裝入尾罩，對銅網(wǎng)無損傷，有效控制多余物；除具有試驗(yàn)三的優(yōu)點(diǎn)之外，由于銅網(wǎng)和線束上的屏蔽層不是一體，即使銅網(wǎng)旋轉(zhuǎn)，線束也無扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

經(jīng)過試驗(yàn)獲得改進(jìn)的加工裝配流程如圖8所示。

圖8 改進(jìn)后裝配加工流程

圖9 改進(jìn)加工流程后X光檢測結(jié)果

通過統(tǒng)計，按照新方案進(jìn)行環(huán)接處理的各產(chǎn)品電連接器均合格，無線束扭轉(zhuǎn)問題出現(xiàn)，所有產(chǎn)品通過導(dǎo)通電阻、絕緣電阻、抗電強(qiáng)度測試，達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)。經(jīng)過X光檢測，產(chǎn)品均合格，如圖9所示。

3.2 多余物防控

屏蔽式電連接器的環(huán)接操作過程中使用銅網(wǎng)、防波套及導(dǎo)電布等金屬編織物，由于電連接器自身結(jié)構(gòu)特殊，整體通孔較長且空間狹窄，金屬編織物易進(jìn)入連接套筒內(nèi)，且無法直觀檢查和有效清除，裝配前檢查不到位，造成電氣性能錯誤。

3.2.1 防控方案

經(jīng)過分析，對多余物的防控，制定了如表3所示的解決方案，并分析了其可行性。

表3 多余物防控解決方案

3.2.2 試驗(yàn)過程

根據(jù)多余物防控解決方案所制定的方法，制作多余物試樣件，針對不同大小，不同焊杯密度的電連接器使用不同的熱縮套管保護(hù)焊杯，并對電連接器灌封。處理完成后，將多余物引入電連接器內(nèi)部，進(jìn)行瞬通瞬斷試驗(yàn)測試，驗(yàn)證試樣的電氣性能。

a. 試樣制作

試樣電連接器焊點(diǎn)使用熱縮套管完全包覆保護(hù)，見圖10。

圖10 試樣焊點(diǎn)保護(hù)

對已處理試樣使用硅橡膠進(jìn)行灌封處理，GD414硅橡膠適合灌封焊杯間距較大、芯數(shù)少的電連接器；GD406硅橡膠適合灌封焊杯間距較小、芯數(shù)多的電連接器。熱縮管上方端頭使用硅橡膠封口。處理后狀態(tài)見圖11。

圖11 試樣灌封狀態(tài)

b. 引入多余物

裁剪8mm、16mm、30mm長金屬絲多余物，將多余物從尾罩出線口放入電連接器尾罩內(nèi)。

c. 試驗(yàn)測試

隨機(jī)振動：將樣件安裝到振動支架對應(yīng)連接插座上綁扎牢固，通過轉(zhuǎn)接電纜連接振動支架和瞬通瞬斷故障自動檢測儀后，按照試驗(yàn)條件要求試驗(yàn)，并進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。試驗(yàn)后對電纜進(jìn)行導(dǎo)通、絕緣電阻檢查；運(yùn)輸試驗(yàn)：試樣安裝綁扎在振動支架上進(jìn)行等效運(yùn)輸及沖擊運(yùn)輸，并監(jiān)測，試驗(yàn)完成后，進(jìn)行導(dǎo)通、絕緣電阻檢查。

3.2.3 試驗(yàn)結(jié)論

試樣在放入金屬絲多余物的情況下分別進(jìn)行隨機(jī)振動篩選試驗(yàn)、運(yùn)輸試驗(yàn)，并對有線點(diǎn)熱縮管防護(hù)的電纜中多余物是否會引起電纜短路進(jìn)行全程監(jiān)測，沒有出現(xiàn)電纜有線點(diǎn)與其它點(diǎn)、有線點(diǎn)與殼體的短路現(xiàn)象，試驗(yàn)后產(chǎn)品導(dǎo)通電阻和絕緣電阻測試合格，多余物防控措施有效，測試結(jié)果如表4所示。

表4 測試結(jié)果

4 結(jié)束語

通過分析存在問題的產(chǎn)品，找出了環(huán)接屏蔽處理中出現(xiàn)多余物以及線束扭轉(zhuǎn)問題的原因，主要為：電連接器裝配流程不當(dāng)和多余物防控方法不當(dāng)。針對兩個主要原因，制定解決方案，并通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，得出了最優(yōu)良的處理方法。對屏蔽式尾罩環(huán)接屏蔽處理方法進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證后，所得處理技術(shù)滿足產(chǎn)品設(shè)計要求，提高了檢測的可靠性，提高了產(chǎn)品的裝調(diào)效率和合格率，產(chǎn)品合格率達(dá)到100%，減少產(chǎn)品報廢損失，保證產(chǎn)品生產(chǎn)交付進(jìn)度，為我廠多個型號贏得了批產(chǎn)訂單，產(chǎn)值得到了提高，其帶來的社會效益無法估量，在生產(chǎn)中得到的經(jīng)驗(yàn)為今后的工作奠定了基礎(chǔ)。

1 李曉麟. 多芯電纜裝焊工藝與技術(shù)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2010

2 William A T. 電力電纜工程[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014

3 材料手冊金屬部分[M]. 北京：航天工業(yè)部第一研究院，2007

4 鄭志偉. 空空導(dǎo)彈系統(tǒng)概論[M]. 北京：兵器工業(yè)出版社，2007

5 王衛(wèi)東. 電纜工藝技術(shù)原理及應(yīng)用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2011

6 郭紅霞. 電線電線材料[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012

7 航空材料標(biāo)準(zhǔn)手冊金屬部分[M]. 北京：第三機(jī)械工業(yè)部三0一研究所，1973

Research on Assembly Technology of Shielded Electrical Connector

Liu Hao Liu Ning Liu Yi Fan Yawei Wang Zhongjing

(Liaoyuan Radio Factory, Chengdu 610100)

According to the research about the multi-attachment structure assembly technology of the shielded electrical connector, this paper improved the cable assembly methods, optimized the assembly process and solved the wiring harness twist. With the methods of partition management, physical isolation and potting protection, it prevented the excess from affecting the electrical performance of the cable. Through the use of X-ray inspection and verification of stress filter, it avoided the wiring harness twist and obtained the best way of preventing and controlling the excess, and met the design requirements and ensured the quality of the cable.

electrical connector；surrounding install；shielding treatment；excess

劉昊（1989），碩士，項(xiàng)目管理工程專業(yè)；研究方向：飛機(jī)電纜制造。

2017-08-30