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军用电连接器常见失效模式和失效机理

发布人:航宇接插件 日期:2022-03-18 浏览量:642

1.多余物

军用电连接器内部存在的多余物,会造成信号随机失效。这是目前令人担优的,其产生原因很多,主要有:

a.设计选材和结构不合理

由于插头插座选用硬度相差悬殊的异种材料,加上结构形式先天不足,构成了产生多余物的隐患。如某型号用的耐辐照圆形密封插头座,因密封性要求,插针和插座壳体选用与烧结玻璃膨胀系数相近的4J29低膨胀合金,而与其配合的插头螺母则选用硬度较低的HP 659-1黄铜。加上结构形式又为无卡口式的螺纹连接。,军用电连接器该密封圈在互换性检查时每装拆一次,就卷出长达6~7mm的金属丝。

b,极层结合力差,起泡掉皮

电镀前对壳体表面的预处理不良,镀铜后停留时间过长表面氧化或镀液成分不正常等,都会导致膜互换性检查时稍经装拆就极易剥离,特别是螺纹连接部位。严重时,甚至用粘胶纸贴标签时也会引起大面积镀膜剥离。

c,加工精度及尺寸一致性差

互换性检查时发现螺纹连接部位有残留的加工毛刺或公差配合尺寸过紧,将过盈金属切削下来而产生多余物。

2.接触不良

接触不良会造成接触电阻大、导通不良,这也是军用电连接器的一个致命缺陷。

从从微观角度分析,任何光滑的表面都是凹凸不平的。因此,两个接点接触时,不可能是整个接触面接触,而是有限点的接触。显然,实际接触面小于视在接触面,其差异决定于表面光滑程度和接触压力的大小。实际接触面分为两部分:一是金属与金属的直接接触,二是通过界面氧化而形成氧化膜,有机气体吸附膜或尘埃等所形成的沉积膜而相互接触。因此,造成接触电阻大,导通不良的原因主要有:

a,集中电阵大

集中电阻是指电流通过接触面时,由于接触面缩小而导致电流线收缩所显示的电阻。它是由接触压力或热作用破坏界面膜而形成金属与金属直接接触所构成的电阻。军用电连接器大小与材料本身的特性、生产工艺(如粗糙度、电镀质量和热处理后的性能等)和接触压力等有关。

当接触压力增大后,一方面由于接触触点的数量和面积逐渐增加,另一方面当接触面的压力超过材料屈服极限时,接触触点将从弹性形变过渡到塑性形变。因此,集中电阻将减小,趋于稳定。而插孔过大或接触簧片应力松弛都将使接触压力减小,集中电阻增大。

为保证接触可靠和有一定的接触压力,电连接器装配前对插孔、插针都要进行的插拨力(分离力〕检查。装配成成品后也应按技术条件进行单孔和总的插拔力检查。

b.膜层电扭大

膜层电阻是指由于周围环境条件及有害气体的影响,造成接触表面形成膜层而构成的电阻。当电连接器插孔插针采用镀银时,加电压通断试验后发现碳、硫、锌、氧等有害元素会在接触表面大量出现。在表面生成了使接触电阻不稳定的氧化膜。氧化膜的生长与温度、湿度有很大的关系。温度越高、湿度越大,生长速度就越快,这是膜层电阻的主要来源之一。膜层电阻的另一来源是尘埃、松香、油污等在接触表面上机械附着、沉积,形成了较松散的表膜。由于这些带有微粒的物质极易嵌藏在接触表面的微观凹坑处,所以使有效的接触面积缩小,接触电阻增大,且极不稳定。

航天军用电连接器为保证接触的可靠性,一般插针、插孔均选用镀金接触件,并在生产过程和交收试验中严格按“七专”技术条件中镀金接触件抗腐蚀试验有关规定,进行镀金接触件抗腐蚀试验。另外,航天用电连器对贮存环境温度、湿度有严格要求。

贮存环境条件分类

有限贮存期与贮存环境条件有关。电连接器超过有限贮存期未经复验不得装机使用。超过了有限贮存期的电连接器,一般不准用于型号产品。

3.弹性元件断裂

由于材质不良或热处理质量控制不当,造成作为电连接器锁紧装置的弹簧、压簧等弹性元件脆断、疲劳损坏等事故。如某圆形连接器交收试验时发现20套中就有7套压簧脆断。经查该批压资工艺图纸规定:65M n弹簧钢带淬回火后硬度HRC应控制在40~5,而实测为50~52,均大于规定值。

4.漏气

航天用密封军用电连接器泄漏率应不大于有关标准规定。试验时将插座装入气密性试验箱中,然后在插座前后之间加上气压差,用一个放在低压一边的检侧器测出通过插座密封处的泄漏率。如某型号密封电连接器壳体与绝缘体之间采用771胶胶粘固化,密封性检查发现漏气。经分析原因是胶粘剂固化不完全,结合力差,固化后收缩产生较大空洞,导致漏气。

6.误插

由于设计先天不足,把圆形或矩形的军用电连接器设计成轴对称。如某30芯的矩形电连接器,虽然插头、插座上都有相对应的芯数编号,但在实际使用中正擂、反插都能插入插座,这样就极易造成重大事故。故一般圆形电连接器应设计有带凹凸键槽的定位防误插装置。矩形电连接器的插头、插座应改成等腰梯形或芯数布局成不对称的。

7.装配失误

有部分电连接器绝缘体采用上下座块胶仁合成一体,插孔又设计为轴对称的,结果很容易造成上下座块胶合时错位、装反。如某生产厂投产4芯的小圆形电连接器477只,出厂检验时就发现有14只上下座块的芯数编号标记错位、装反,即插座插孔一侧与带电缆罩的焊片一侧的芯数编号颠倒。

8.安装尺寸不符

验收时应对电军用电连接器的主要安装尺寸按图纸要求进行复测,以防进入总装或临近发射状态,发生因安装尺寸不符造成难以安装定位的紧急事故。如某卫星用的127芯高真空电分离插头座,在技术阵地安装时曾发生过因括座上的法兰安装孔孔距偏大而无法与底座相对连接固定的事故。

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