屏蔽式電連接器環接工藝技術研究

劉 昊 劉 寧 劉 毅 范亞巍 王中婧

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屏蔽式電連接器環接工藝技術研究

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構裝配工藝技術的研究，改進裝配方法，優化裝配流程，解決線束扭絞問題。使用分區管理、物理隔離和灌封保護等方法，進行多余物防控，防止多余物對電纜電氣性能造成影響。進行X光檢查和應力篩選試驗驗證，得出避免線束扭絞和防控多余物的最佳方法，滿足設計指標要求，保證電纜產品質量。

電連接器；環接；屏蔽處理；多余物

1 引言

隨著電子裝備在軍事領域中廣泛的應用，裝備配套電纜網抵抗電力電磁干擾的能力已經成為衡量其技戰術水平的重要技術指標。電纜網加工時對其進行屏蔽處理是防控電力線及磁力線影響，在指定空間內防止外部靜電感應或電磁感應影響的重要加工環節。

在軍品生產中，由于各型號對屏蔽效果要求越來越高，傳統的防波套連接方法已不能滿足產品性能要求。針對新型屏蔽式電連接器尾罩采用環接技術屏蔽處理，屏蔽式電連接器相對于傳統電連接器結構更為復雜，組件繁多，會引起線束的扭絞、多余物的產生和尾罩松動，對產品性能產生致命的影響，迫切需要改進工藝方法，提高產品質量穩定性和加工合格率。

2 屏蔽式電連接器結構及環接技術難點

屏蔽式電連接器的J599型結構如圖1、圖2所示（其中有部分連接器無密封墊圈，屏蔽環分為單環、雙環、無環三種）。

圖1 圓形電連接器結構分解示意圖

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、連接套筒、螺帽和插頭等多附件組成，其中心部位有導線束，外套防波套，在環接過程中由于采用螺紋旋緊方式，易造成附件和導線束間的摩擦擠壓，造成導線束扭轉，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

用于環接的防波套或銅網在加工中有金屬絲掉落，在焊杯處形成多余物，且裝配后經X光檢查無法發現。在使用過程中，金屬多余物會移動位置引起短路，造成產品電氣性能不合格，質量風險大，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 主要研究內容

3.1 改變加工流程

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

圖7 改進前加工裝配流程

3.1.1 試驗方案及過程

經過分析產生線束扭轉問題的原因，制定表1所示的解決方案，并對其可行性進行分析。

表1 電連接器裝配流程解決方案

根據所得解決方案，制定了如表2所示的試驗項目。

表2 電連接器裝配流程試驗項目

3.1.2 試驗結論

使用經過試驗的環接屏蔽處理方法，用于處理某產品中屏蔽式尾罩的電連接器的屏蔽處理工序，所有產品通過導通電阻、絕緣電阻、抗電強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遠離焊杯和連接套筒，避免剪切金屬絲時多余物進入插頭和連接套筒內部，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、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狀態，無線束無扭轉現象。

b. 屏蔽處理→安裝尾罩→安裝插頭（屏蔽分節）

采用銅網進行分節式環接屏蔽處理，使用翻折裁剪好的銅網套入屏蔽環后裝入尾罩，對銅網無損傷，有效控制多余物；除具有試驗三的優點之外，由于銅網和線束上的屏蔽層不是一體，即使銅網旋轉，線束也無扭轉現象。

經過試驗獲得改進的加工裝配流程如圖8所示。

圖8 改進后裝配加工流程

圖9 改進加工流程后X光檢測結果

通過統計，按照新方案進行環接處理的各產品電連接器均合格，無線束扭轉問題出現，所有產品通過導通電阻、絕緣電阻、抗電強度測試，達到了預定的目標。經過X光檢測，產品均合格，如圖9所示。

3.2 多余物防控

屏蔽式電連接器的環接操作過程中使用銅網、防波套及導電布等金屬編織物，由于電連接器自身結構特殊，整體通孔較長且空間狹窄，金屬編織物易進入連接套筒內，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 試驗過程

根據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部，進行瞬通瞬斷試驗測試，驗證試樣的電氣性能。

a. 試樣制作

試樣電連接器焊點使用熱縮套管完全包覆保護，見圖10。

圖10 試樣焊點保護

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

圖11 試樣灌封狀態

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。

c. 試驗測試

隨機振動：將樣件安裝到振動支架對應連接插座上綁扎牢固，通過轉接電纜連接振動支架和瞬通瞬斷故障自動檢測儀后，按照試驗條件要求試驗，并進行實時監測。試驗后對電纜進行導通、絕緣電阻檢查；運輸試驗：試樣安裝綁扎在振動支架上進行等效運輸及沖擊運輸，并監測，試驗完成后，進行導通、絕緣電阻檢查。

3.2.3 試驗結論

試樣在放入金屬絲多余物的情況下分別進行隨機振動篩選試驗、運輸試驗，并對有線點熱縮管防護的電纜中多余物是否會引起電纜短路進行全程監測，沒有出現電纜有線點與其它點、有線點與殼體的短路現象，試驗后產品導通電阻和絕緣電阻測試合格，多余物防控措施有效，測試結果如表4所示。

表4 測試結果

4 結束語

通過分析存在問題的產品，找出了環接屏蔽處理中出現多余物以及線束扭轉問題的原因，主要為：電連接器裝配流程不當和多余物防控方法不當。針對兩個主要原因，制定解決方案，并通過試驗進行驗證，得出了最優良的處理方法。對屏蔽式尾罩環接屏蔽處理方法進行試驗驗證后，所得處理技術滿足產品設計要求，提高了檢測的可靠性，提高了產品的裝調效率和合格率，產品合格率達到100%，減少產品報廢損失，保證產品生產交付進度，為我廠多個型號贏得了批產訂單，產值得到了提高，其帶來的社會效益無法估量，在生產中得到的經驗為今后的工作奠定了基礎。

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

2 William A T. 電力電纜工程[M]. 北京：機械工業出版社，2014

3 材料手冊金屬部分[M]. 北京：航天工業部第一研究院，2007

4 鄭志偉. 空空導彈系統概論[M]. 北京：兵器工業出版社，2007

5 王衛東. 電纜工藝技術原理及應用[M]. 北京：電子工業出版社，2011

6 郭紅霞. 電線電線材料[M]. 北京：機械工業出版社，2012

7 航空材料標準手冊金屬部分[M]. 北京：第三機械工業部三0一研究所，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，項目管理工程專業；研究方向：飛機電纜制造。

2017-08-30