淺談軍用低頻電纜組件的關(guān)注點(diǎn)及常見故障分析

張會(huì)海 陽(yáng)恩規(guī) 許海雷 閆海杰

摘 要：隨著軍用電子技術(shù)的快速發(fā)展及其特殊要求，對(duì)低頻電纜組件的質(zhì)量和可靠性要求越來越高。本文從設(shè)計(jì)工藝方面介紹了低頻電纜組件的關(guān)注重點(diǎn)及常見故障，對(duì)軍用低頻電纜組件的設(shè)計(jì)工藝具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：軍用低頻電纜組件；故障分析；可靠性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.144

1 引言

低頻電纜組件作為航空航天的重要電子元器件之一，其主要有電連接器、導(dǎo)線、護(hù)套、電阻電容等元器件組成。由于整體單位對(duì)電纜的需求日益多樣化、個(gè)性化，而軍工低頻電纜組件往往都是根據(jù)用戶的研制需求定制，因此大大增加了質(zhì)量控制的難度。

軍用電纜種類繁多，但其設(shè)計(jì)工藝要求基本一致，電纜設(shè)計(jì)過程中必須要充分了解用戶的使用要求、使用環(huán)境、安裝空間及特殊要求，只有充分了解電纜的每一部分是否滿足使用要求才能從源頭上杜絕設(shè)計(jì)工藝缺陷。因此設(shè)計(jì)工藝輸出可以從以下幾點(diǎn)考慮：

2 電性能參數(shù)

電性能是低頻電纜組件設(shè)計(jì)時(shí)重要考慮的內(nèi)容，性能指標(biāo)不合格產(chǎn)品往往會(huì)導(dǎo)致致命的事故。因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：用戶使用電氣參數(shù)；連接器是否滿足絕緣耐壓參數(shù)；導(dǎo)線是否滿足絕緣耐壓參數(shù)；導(dǎo)線的載流量；電磁屏蔽要求；大電流存在時(shí)材料是否滿足要求；電纜中是否含有電容、電阻等易擊穿元器件等等。

例如XX型號(hào)長(zhǎng)電纜在總裝裝配調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)A、B孔位傳輸?shù)男盘?hào)無法正常接收，單獨(dú)檢測(cè)電纜組件，其導(dǎo)通電阻阻值無論靜態(tài)測(cè)試，還是動(dòng)態(tài)（振動(dòng)試驗(yàn)）檢測(cè)均穩(wěn)定，復(fù)查電纜組件的絕緣電阻、抗電強(qiáng)度亦符合電纜規(guī)范要求。經(jīng)過多次討論分析及驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)A、B孔位對(duì)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線未雙絞絞合，兩個(gè)孔位導(dǎo)線之間電磁干擾嚴(yán)重，導(dǎo)致信號(hào)丟失。

3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸

設(shè)備的集成化、模塊化發(fā)展需要在使用中能夠方便地實(shí)現(xiàn)快速對(duì)接、分離，而低頻電纜組件正是起到互聯(lián)、斷開的作用。如果在設(shè)計(jì)過程中不了解用戶的使用空間及安裝方式，就會(huì)導(dǎo)致低頻電纜組件失效。因此設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮：電纜外形尺寸是否滿足用戶要求；電纜是否彎曲使用；彎曲部分是否存在焊點(diǎn)等薄弱部分；安裝空間是否存在余量；電纜的厚度、寬度是否滿足要求整機(jī)走線要求等。

例如XX彈上電纜在使用安裝過程中焊點(diǎn)出現(xiàn)斷裂，如圖1所示。對(duì)產(chǎn)品分析可知，電纜設(shè)計(jì)人員對(duì)用戶彎折使用的要求不明確，將分線焊點(diǎn)的位置設(shè)置在了P1-P2線束段，焊點(diǎn)正好處于彎折位置，在整個(gè)線束中焊點(diǎn)焊接結(jié)合部位是最薄弱的位置，如圖2所示。因此在彎折受力較大的情況下焊點(diǎn)位置出現(xiàn)拉斷或者折斷。

4 材料的適用性

低頻電纜組件作為一個(gè)系統(tǒng)，組成電纜的每一部分均需滿足實(shí)際使用要求，同時(shí)每部分零部件之間需要相互配合。如果不同的零件之間相互排斥、相互發(fā)生反應(yīng)，必會(huì)對(duì)產(chǎn)品的后續(xù)使用造成影響。因此設(shè)計(jì)時(shí)要要考慮：是否有抗輻照要求；非金屬材料是否滿足真空釋氣；非金屬材料是否滿足霉菌要求；零件是否滿足鹽霧要求；用戶的使用溫度；連接器、導(dǎo)線、護(hù)套的耐溫等級(jí)；接觸件壓接筒與導(dǎo)線規(guī)格是否匹配；接觸件焊杯與導(dǎo)線規(guī)格是否匹配；零部件之間使用存在相互影響等。

例如XX低頻電纜組件裝配三個(gè)月后發(fā)現(xiàn)連接器尾罩鍍鎳層腐蝕，產(chǎn)品退回后發(fā)現(xiàn)連接器尾罩、防波套鍍層均發(fā)生腐蝕，并伴有銅綠現(xiàn)象，如下圖3。經(jīng)分析可知，低頻電纜組件外層護(hù)套采用防靜電錦綸絲套，由于防靜電錦綸絲套表面附著的防靜電劑程酸性特性，在吸附水汽的同時(shí)與金屬較長(zhǎng)時(shí)間接觸的情況下，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，導(dǎo)致尾罩和防波套表面的氧化腐蝕。因此材料相互之間的選用非常重要。

5 工藝保障能力

連接器的設(shè)計(jì)往往只考慮到連接器本身的結(jié)構(gòu)尺寸，并未將電連接器與導(dǎo)線看做有機(jī)的整體來考慮，因此電纜制作工藝需要彌補(bǔ)連接器本身存在的不足，否則正常裝配的低頻電纜組件往往容易出現(xiàn)導(dǎo)線損傷、斷裂、短路等嚴(yán)重故障，而以上的問題在制作中常常不易被發(fā)現(xiàn)，只有在實(shí)際使用才能出現(xiàn)故障，即潛在失效。因此設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮：屏蔽接地的處理方式；屏蔽端頭的處理方式是否合理；分線方式是否合理；導(dǎo)線是否容易出現(xiàn)斷線；導(dǎo)線是否為多股線芯；尾罩夾緊是否存在隱患；并線壓接的根數(shù)是否小于等于2根、線徑是否相差不超過60%；線束分支的位置是否合理等。

例如XX彈上電纜在裝機(jī)調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)傳輸不良，經(jīng)X檢測(cè)發(fā)現(xiàn)連接器7#孔位壓接的導(dǎo)線斷裂，拆卸尾罩后輕拉導(dǎo)線，導(dǎo)線從膠體內(nèi)脫出，如圖4所示。

經(jīng)了解，電纜采用AFSPF-250-120/2*0.15高溫導(dǎo)線，其導(dǎo)線本身絕緣皮外徑較大、材質(zhì)較硬且與膠體的粘接性較差，同時(shí)由于連接器尾部灌膠腔較淺，膠體不能與導(dǎo)線有效粘接保護(hù)，設(shè)計(jì)時(shí)未考慮堆膠保護(hù)或裝配尾罩，因此電纜在彎折使用中出現(xiàn)了導(dǎo)線斷裂。

6 試驗(yàn)要求

試驗(yàn)?zāi)軌蛴行M實(shí)際使用環(huán)境，在短時(shí)間內(nèi)有效判斷產(chǎn)品是否滿足使用要求，是驗(yàn)證產(chǎn)品能否滿足技術(shù)要求的重要環(huán)節(jié)之一。因此設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮：用戶要求的試驗(yàn)項(xiàng)目；試驗(yàn)條件是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；連接器、導(dǎo)線是否滿足試驗(yàn)參數(shù)；涉及焊點(diǎn)需要增加環(huán)境篩選試驗(yàn)等等。

7 結(jié)束語

針對(duì)軍用低頻電纜多樣化的形式，只有結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、識(shí)別管控要點(diǎn)，對(duì)以往的失效故障進(jìn)行匯總分析，不斷舉一反三，才能整體提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] GJB5020-2001壓接連接技術(shù)要求[S].

作者簡(jiǎn)介：張會(huì)海（1986-），男，河北承德人，本科，主要從事于軍用低頻電纜組件。