電連接器可靠性研究現(xiàn)狀分析

王 煥，丁 麗

(南京康尼科技實(shí)業(yè)有限公司，江蘇南京，210038)

電連接器可靠性研究現(xiàn)狀分析

王 煥，丁 麗

(南京康尼科技實(shí)業(yè)有限公司，江蘇南京，210038)

文章分析了各種電連接器可靠性的主要因素，即電連接器的質(zhì)量、材料、結(jié)構(gòu)、工藝等。此外，電連接器的使用環(huán)境對(duì)可靠性也有影響，總之，要提高電連接器的可靠性，必須綜合考慮以上因素。

電氣系統(tǒng);電連接器;可靠性

1 引言

隨著電子、電氣技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備的功能日益增多，設(shè)備中使用的電氣系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，為了傳遞電信號(hào)和電能，電連接器在各種系統(tǒng)中的使用量越來越大。作為一種基礎(chǔ)元件，電連接器可靠性的高低直接影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，所以，為了提高設(shè)備的可靠性首先就要研發(fā)可靠性高的電連接器。本文主要就各種電連接器的可靠性研究現(xiàn)狀做一探討。

2 常用電連接器的可靠性分析

對(duì)于不斷出現(xiàn)的電連接器的各種失效問題，出現(xiàn)這些失效問題的機(jī)理則應(yīng)該清清楚楚的知道，這對(duì)于研究電連接器的可靠性有著重要的意義。周建新［1］在“淺談電連接器的失效分析及預(yù)防”一文中，列舉了一些具體的電連接器失效的案例，說明在電連接器生產(chǎn)時(shí)必須嚴(yán)格按照工藝規(guī)程的重要性，產(chǎn)品1的失效是由于部分插孔與殼體導(dǎo)通，絕緣電阻為零，不符合產(chǎn)品相應(yīng)的絕緣電阻技術(shù)條件要求，經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)是在裝配時(shí)由于操作失誤異物掉入引起的，如圖1(a)所示;產(chǎn)品2的失效是由于部分插孔之間在高壓環(huán)境下被擊穿，經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)是在電連接器裝配時(shí)掉入的其他零件的修剪異物引起的，如圖1(b)所示;產(chǎn)品3的插孔和插針無法對(duì)接，經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)是因?yàn)橹圃旒庸r(shí)零件尺寸超差引起的;產(chǎn)品4在使用時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定，一會(huì)接通，一會(huì)斷開，經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)是部分地方焊接質(zhì)量不過關(guān)引起的，如圖1(c)所示。總之，由于電連接器無法全部采用自動(dòng)化組裝，手工安裝占了很大一部分比例，為了提高產(chǎn)品可靠性、降低失效率，首先要保證的就是在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程、加強(qiáng)人員的操作管理。

馬杰［2］則在“環(huán)境溫濕度對(duì)航天電連接器可靠性的影響”一文中分析了環(huán)境溫度和環(huán)境濕度對(duì)電連接器可靠性的影響，環(huán)境溫度對(duì)電連接器可靠性的影響主要體現(xiàn)在溫度上升時(shí)分子運(yùn)動(dòng)加劇，破壞原有的導(dǎo)電性能，從而增大接觸電阻引起接觸失效和降低絕緣性能引起絕緣失效;環(huán)境濕度對(duì)電連接器可靠性的影響同樣表現(xiàn)為上述兩方面，體現(xiàn)在水分子和電連接器表面的化學(xué)反應(yīng)。故電連接器要保證一定的使用環(huán)境才能獲得更高的可靠性。劉教民［3］在“關(guān)于汽車連接器及其可靠性的探討”文章里對(duì)汽車上使用的電連接器進(jìn)行了分析，指出對(duì)電連接器觸頭的分析是非常重要的，包括觸頭接觸電阻和觸頭接觸力這兩方面。通過分析，接觸電阻和接觸力成反比，影響因素主要包括應(yīng)力松弛、永久性形變、腐蝕、表面的污染物、振動(dòng)和微動(dòng)這六個(gè)方面，故最后對(duì)接觸表面進(jìn)行電鍍處理可有效提高電連接器可靠性。

圖1 電連接失效原因

3 其他連接器可靠性研究

任曉麗［4］在“柔性連接器可靠性研究”一文中對(duì)在汽車上安全氣囊系統(tǒng)中使用的柔性連接器可靠性做了分析，指出要在非常短的時(shí)間內(nèi)打開安全氣囊就必須要保證其核心部件－－柔性連接器的可靠性。提高可靠性的主要有以下途徑:(1)合理選用材料、優(yōu)化工藝路線和結(jié)構(gòu)來開發(fā)新一代產(chǎn)品。(2)采用先進(jìn)焊接工藝和機(jī)床，提高焊接質(zhì)量和可靠性。(3)通過實(shí)驗(yàn)研究對(duì)新一代產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而降低成本，增加可靠性。(4)提高模具質(zhì)量，從而提高毛坯質(zhì)量，并在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。(5)采用先進(jìn)裝配工藝和路線，提高裝配質(zhì)量，保證成品壽命。(6)引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，使核心部件國產(chǎn)化。

徐銘［5］在“礦用電纜連接器可靠性技術(shù)研究”文章中對(duì)井下這種特殊使用環(huán)境中使用的電連接器可靠性進(jìn)行了分析，對(duì)于井下工業(yè)系統(tǒng)，電連接器的可靠性直接關(guān)系到系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，隨著電氣控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對(duì)電連接器的要求也隨之增加，故應(yīng)主要考慮可靠性的問題。首先對(duì)插針和插孔的聯(lián)接方式進(jìn)行了分析，在井下這種特殊的環(huán)境下，聯(lián)接方式的要求也隨之增高，常用的聯(lián)接方式為U型卡快速插拔式，如圖2所示，由于圓柱形插拔自鎖連接器、螺紋連接鎖緊式這兩種方式使用較少。然后分析了插孔(針)材質(zhì)和處理方式，要保證良好的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的表面處理方式，最終保證電連接器的可靠性。

劉永紅［6］在“深水防噴器組井口連接器可靠性研究”一文中對(duì)水下深水鉆井作業(yè)中井口上電氣設(shè)備中使用的電連接器的可靠性進(jìn)行了分析。根據(jù)故障失效形式，建立馬爾科夫模型，如圖3所示，并對(duì)狀態(tài)進(jìn)行描述和狀態(tài)轉(zhuǎn)移率，根據(jù)模型求解可靠性指標(biāo)。以實(shí)例的可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行定量求解，分析狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，從而得到提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。

圖3 馬爾科夫模型

4 總結(jié)

綜上所述，電連接器的質(zhì)量直接影響著電連接器的可靠性。使用性能的好壞不但取決于設(shè)計(jì)過程，還取決于材料和加工工藝，在選擇滿足實(shí)際使用時(shí)的導(dǎo)電性能材料的前提下，為了達(dá)到更好的使用性能，還可對(duì)表面進(jìn)行后續(xù)的表面處理。

［1］ 周建新.淺談電連接器的失效分析及預(yù)防［J］.機(jī)電元件，2014，(3):32－35.

［2］ 馬杰.環(huán)境溫濕度對(duì)航天電連接器可靠性的影響［J］.機(jī)電元件，2014，(1):28－30.

［3］ 劉教民.關(guān)于汽車連接器及其可靠性的探討［J］.河北工業(yè)科技，2009，26(1):34－36.

［4］ 任曉麗.柔性連接器可靠性研究［J］.科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2014，(10):68－69.

［5］ 徐銘.礦用電纜連接器可靠性技術(shù)研究［J］.電子世界，2013，(15):88，90.

［6］ 劉永紅.深水防噴器組井口連接器可靠性研究［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，37(5):140－144.

The Research Status of Reliability Analysis on Electrical Connector

WANG Huan，DING Li
(Nanjing Kangni Technology Industry Co.，Ltd.，Nanjing 211138，China)

With the analysis of the reliability of various electrical connectors，the main factors affecting the reliability are the quality of electrical connector，material，structure and process，in addition to electric connector using environment also has influence on the reliability.In short，in order to improve the reliability of electrical connector，must consider to factors.

electrical system;electrical connector;reliability

10.3969/j.issn.1000－6133.2015.03.013

TN784

A

1000－6133(2015)03－0055－02

2015－05－13

王煥，女，江蘇徐州人，(1983年1月～)，專科，助理工程師，主要從事各種連接器的研發(fā)。

綜述與簡(jiǎn)介