基于QC方法的降低線纜連接器故障率技術研究

丁 波

（武漢數字工程研究所，湖北 武漢 430205）

0 引言

質量管理（QC）小組活動作為一種質量改進方法，自1978年引進我國后，現已在各行各業發揮了巨大作用[1-3]。QC小組圍繞企業經營戰略、方針目標和現場存在的問題，以改進質量、降低消耗、提高素質和經濟效益為目的，運用質量管理的理論和方法開展活動[4]。電連接器是電子設備中重要的元器件，主要起電信號傳輸控制和設備間的電氣連接作用[5]。電連接器的焊裝質量及可靠性是實現功能的必要保障，因而電連接器性能的好壞成為整個系統安全運行的關鍵。資料統計顯示[6]，在各種電氣系統的失效和故障中，70%的失效是由元器件引起的，其中由電連接直接或間接導致的失效占40%左右。本文利用QC活動方法，提出了線纜電連接器焊接完成后進行注模的工藝方法，實現了降低連接器故障率的目標。

1 實施過程

1.1 現狀調查

1.1.1 現狀調查一

針對線纜連接器出現故障導致顯控臺不能正常運行的情況，QC小組成員進行了現狀調查。對近4個月生產的顯控臺進行追蹤統計，最終得出了造成顯控臺故障的原因和比例。其中線纜連接器故障造成的占比最大，超過了總數的80%，具體數據如表1所示。

表1 近4個月顯控臺各類線纜連接器故障情況統計表

根據統計表1畫出線纜連接器故障情況排列圖，如圖1所示。

圖1 線纜連接器故障情況排列圖

從表1、圖1可以看出顯控臺各類線纜連接器故障的次數和占比，由此可以得出YMG型線纜連接器故障是顯控臺線纜連接器故障的主要原因。

1.1.2 現狀調查二

小組又進一步跟蹤記錄了顯控臺YMG型線纜連接器故障的原因，主要表現為芯線斷裂、線纜虛焊、連接器質量問題和線纜材質問題，具體數據如表2所示。

表2 YMG型線纜連接器故障情況統計表

根據統計表2畫出YMG型線纜連接器故障情況排列圖，如圖2所示。

圖2 YMG型線纜連接器故障情況排列圖

從表2、圖2可以看出造成YMG型線纜連接器故障的原因和各類占比，其中芯線斷裂故障占比達87%，是導致YMG型線纜連接器故障的主要癥結。

1.1.3 現狀調查三

通過隨機抽取20件顯控臺外包產品進行采樣分析，發現外包廠家生產的顯控臺線纜連接器的故障發生率數據不高于15%，其中芯線斷裂造成的故障問題更是在8.5%以內。

經QC小組成員共同討論認為有把握解決癥結的90%，通過公式：83%×（1-90%×87%×86%）≈27.1%計算可知，顯控臺線纜連接器的故障率可降低至27.1%。

綜合考慮后一致認為可以將本次QC活動的目標定為：將顯控臺線纜連接器的故障率從83%降低至30%以內。

1.2 要因確認

根據現狀調查情況，小組成員運用頭腦風暴法，對導致芯線斷裂的因素從人、機、料、法、環五個方面進行了分析，現將討論的原因歸納總結，繪制因果圖，如圖3所示。

圖3 造成芯線斷裂的因果圖

小組成員采取現場調查、比較分析等方法，對造成芯線斷裂的6個末端因素進行逐項確認，計劃表如表3所示。

表3 要因確認計劃表

依據要因確認計劃表，QC小組成員對6個末端因素進行了確認，找到了造成線纜連接器內部芯線斷裂的主要因素：工藝方法不合理。

1.3 對策制定

小組對已確定的要因制定了多項備選對策，將最有價值的對策列入對策表，如表4所示。

表4 對策表

根據5W1H的原則，小組成員制定了以下對策，如表5所示。

表5 對策實施表

1.4 對策實施

在現有工藝流程中，增加注模工序，使得線纜與焊杯連接處全部被膠體固定住，減少芯線的受力。

在進行注模工序前，考慮到線纜連接器需具備維修性，對多種類型的注模膠進行了對比，最終選定了中藍晨光DG-3S強力AB膠，由一定的配比方式混合而成，在驗證階段用紙膠帶做成簡易的注模模具，然后進行注模。該膠注模后可自然風干或加熱速干（對兩種固化方式進行了效果對比，如表6所示），使其與線纜的芯線和連接器的焊杯牢固地連接在一起，將芯線承受的應力分散到注模的膠體上，共同承擔受力。

表6 注模后兩種固化方式的耗時統計

通過表6可知，不同的方式只決定了注模后的膠體固化時間不同，并不影響最終結果。并且通過試驗可知，注模膠體的體積、形狀不同，都會對固化時間產生影響，但不影響最終的固化效果。

對優化后的工藝進行實施和驗證，如表7所示。

表7 對策實施驗證表

灌封工藝流程如圖4所示。

圖4 灌封工藝流程圖

使用方法：

1）準備：按接線表焊接線纜到連接器上，用酒精將連接器內部及焊點表面擦洗干凈至無油污及其他雜質。

2）配置：按重量比稱量兩種組分于干凈容器內。充分混勻，注意刮擦混配容器的底部和邊壁。

3）灌封：將連接器裝入灌膠工裝，再用一次性塑料勺將灌封膠緩慢勻速灌入焊接部位，直至填滿。迅速用紙巾擦拭連接器表面多余殘膠。

4）固化：灌封后，放入真空干燥箱，抽真空加熱固化，按60 ℃×1 h進行，或按室溫25 ℃×2天進行固化。

5）自檢及清理：固化完成后，從工裝取下連接器。目檢灌封膠體表面是否平整干凈。清理灌封操作場所及工具。

2 實施效果檢查

對顯控臺連接器進行線纜焊接及注模固封，并進行效果跟蹤，如表8所示。

表8 活動后的顯控臺線纜連接器故障情況統計表

以上結果說明：顯控臺YMG型線纜連接器的芯線斷裂問題得到了解決，某型設備線纜連接器故障率由原來的83%降低為20%，達到了預期設定的降低至30%以內的目標。

3 結論

本文基于QC小組活動的流程方法，采用統計表、排列圖、因果圖等QC工具，通過現狀調查、要因確認、對策制定、對策實施、效果檢查幾個方面的開展實施，提出了線纜連接器焊接完成后進行注模的工藝方法，實現了降低電連接器故障率的目標。