电连接器质量技术准则建设与实践

◎中国运载火箭技术研究院物流中心 么东阁等

电连接器质量技术准则建设与实践

◎中国运载火箭技术研究院物流中心 么东阁等*

通过对2011～2015年中国运载火箭技术研究院型号元器件质量问题进行统计，发现电连接器质量问题占元器件质量问题总数的30%。因此，物流中心对近年来发生的典型电连接器质量问题进行深入分析，总结提炼了电连接器在设计、生产、检验、工艺、验收、使用等全流程的技术准则，制定了国产电连接器补充技术要求，以从产品源头控制电连接器质量问题。

电连接器是在器件与器件、组件与组件、系统与系统之间进行电器连接和信号传递，构成一个完整型号系统所必须的基础元件，在航天器及武器装备中应用十分广泛。笔者通过对2011~2015年中国运载火箭技术研究院型号元器件质量问题进行统计，发现电连接器质量问题占元器件质量问题总数的30%，是型号电子元器件失效的重灾区，特别是靶场质量问题时有发生，对型号的研制生产造成重大影响。因此，中国运载火箭技术研究院物流中心对近年来发生的典型电连接器质量问题进行深入分析，对问题产生的原因、机理进行深入挖掘，总结提炼了电连接器在设计、生产、检验、工艺、验收、使用等全流程的技术准则，制定了国产电连接器补充技术要求。

一、电连接器质量问题分析

研究院型号用电连接器的主要使用类型有低频圆形电连接器、低频矩形电连接器、印制板电连接器、分离脱落电连接器、射频电连接器等。低频圆形或矩形电连接器主要安装于机柜、机壳，用于实现型号各分系统或各单机之间的电器连接；印制板电连接器主要用于印制板间或印制板与外部的电器连接；分离脱落电连接器主要用于型号弹（箭）体与地面或弹（箭）体各级之间的电器连接；射频电连接器主要用于各种需要射频信号传输的场合。

为了进一步了解电连接器失效情况，笔者从发生时间、研制单位、器件类别几个方面对电连接器失效问题进行了分析，见表1。

2014年和2015年电连接器失效数为24项，占近5年总失效数的61.5%，有明显的增长趋势；按研制单位来统计，电连接器的失效主要集中在A厂和D厂，达到81.9%，其中A厂在订货量仅占30.76%的情况下失效电连接器的比例达到58.9%；从失效电连接器类别统计数据可看出，型号选用分离脱落电连接器的绝对数量很少，大约只占型号电连接器总数的1.2%，但是失效数却占电连接器失效总数的38.5%，其失效率约是其它电连接器平均失效水平的50倍；从失效原因统计数据来看，电连接器生产过程控制不严、工艺不完善导致的失效数最多，共25项，占失效总数的64.1%。

二、防控措施

上述问题暴露出在设计、生产、检验、工艺等环节对产品质量控制存在薄弱环节，从侧面反应了对这些环节进行质量控制的必要性。因此，物流中心全过程对质量控制提出相应治理措施，进而形成国产电连接器补充技术要求，以从产品源头控制电连接器质量问题。

1.设计方面

在产品设计初期从电连接器设计过程、生产过程及质量验证3个方面识别关键风险点和控制点，提出加严控制和验收要求，并落实到设计文件中。具体要求如下：

在设计文件中应对有无多余物的技术准则进行审查，对不利于预防多余物的设计结构进行修改，同时明确规定产品的生产条件和环境要求；在电连接器内部禁用异种硬度偏差较大材料，以避免软硬不匹配产生切屑导致电连接器短路失效，禁止分离脱落电连接器连接机构的螺套固定使用502胶；在结构设计中对引线焊点等易损伤部位采取保护措施，避免其在运输和使用过程中出现损伤，形成多余物；工艺人员在会签设计文件时，产品的结构应不易生成多余物或生成多余物后易排除，尤其对可能产生多余物，但又不能改进产品的设计结构，必须制定可靠的控制措施；设计中应对极限公差情况下的尺寸链配合进行计算，并确保产品的插合功能实现；分离脱落电连接器接触件（额定电流5A及5A以下的低频接触件）应采用簧爪式、线簧式或绞线式等低插拔力接触件；电连接器屏蔽簧片的安装应避免用单点固定结构。

表1 电连接器失效问题统计表

2.工艺方面

工艺人员在编制工艺文件时应结合产品特点明确规定控制质量的方法及检验要求，装配工艺根据工序制定质量控制的方法，尤其对关键工序要规定控制质量问题的操作方法及多媒体记录要求。针对有可能产生问题的工序编写预防、控制和检验的实施细则。关键工序执行双岗及三岗工作制。工艺文件中要明确规定待装配零、部、组件不允许有毛刺、尖角，表面涂层不应锈蚀、脱皮，孔中不能夹杂金属屑等要求。具体措施包括以下几个方面：

电连接器组装前应对接触件进行100%插拔力测试，对屏蔽簧片安装工序进行专检或100%互检，分离脱落电连接器组装完成后进行导向机构等关键部件的位置检测（可采用检测规）；制定并修正易产生多余物零件的工艺文件，明确去除毛刺等多余物的专用刀、夹具及操作方法和要求，在工艺文件中规定多余物的检验工序，规定所有必要的检查点，并明确检验要求，如分离脱离电连接器100%制定机械去毛刺方案；对于带有屏蔽簧片结构的电连接器DPA中进行屏蔽簧片安装质量检查，内部采用非活动式接触件转接结构的电连接器，生产过程或A组中需100%进行接触电阻测试，分离脱落电连接器所使用的钢球应提供100%的涡流探伤检查报告，除射频电连接器外，每批插孔接触件抽取20套进行插孔体与护套的结合力试验，进行电连接器各零件去毛刺工序。

3.生产方面

零、部、组件的生产要严格按生产控制文件进行，遵守多余物控制的技术准则。报废的产品要及时回收，经检验人员确认核实后分区隔离保管，报废的产品由检验人员特殊标记。

在生产区域实行6S定置管理，生产现场结合产品特点规定厂房的温度、湿度等环境要求；建立岗位责任制，操作人员应持证上岗，未经相关部门考核合格的人员不得上岗；完善机加工过程中首尾件和中间件的检测要求，明确首件、尾件的检测要求，明确中间件的检测频次，以及发现机加工异常后的处理要求，在生产关键工序设置专检人员；完善作业指导书，明确产品装配前的检查要求，在产品装配前对零件的外观质量进行检查，同时在产品装配完成后对产品外观进行检查。

4.质量验证方面

质量验证的具体防控措施包括：分离脱落电连接器应完成满装机械应力试验；分离脱落电连接器以及产品中包含屏蔽簧片的电连接器应进行20次连续插合—分离试验；电连接器过程检验或A组检验要进行100%绝缘电阻测试；在产品下厂验收过程中检查所有具有量化指标的产品试验数据以及关键工序过程检验记录，分离脱落电连接器不允许代验，除外观轻微缺陷外，电连接器交收各试验项目要求零失效。

三、取得的成果

由于电缆装配应力造成的电连接器插合、分离失效在航天型号上时有发生，为有效解决这一问题，物流中心制定了满装机械应力试验方法。试验样品按照航天电缆组装件制作通用技术要求（QJ603A-2006）进行制作，样品选用的安装导线为该型号电连接器所用接触件能够焊接的最大直径的导线，试验时电连接器水平放置且尾端至少有50（±5）厘米的自由电缆，振动及冲击试验中电缆另一端固定在试验台之外，机械寿命试验时电缆另一端不固定。

针对电连接器加工工艺、尺寸链超差及多余物问题，物流中心制定了分离脱落电连接器以及产品中包含屏蔽簧片的电连接器连续插合—分离试验，通过该项试验可有效剔除不合格品，大大提高产品的固有可靠性。试验细则包括：插合—分离循环次数至少为20次；对于存在机械分离和电分离等多种分离方式的连接器，每种分离方式至少进行10次循环；可以采用相互配对的插头与插座插合，也可以采用专用工装插合；可手动进行试验，也可采用半自动或自动试验机进行试验；交收检验中的试验项目由物流中心指定人员操作；具体试验方法应符合GJB1217A-2009方法的要求。

针对设计不可靠、生产控制不当、关键工序检验抽检、验收把关不严、工艺不完善等原因导致的电连接器质量问题，中国运载火箭技术研究院物流中心制定了国产电连接器补充技术要求，从设计、工艺、生产、检验、验收、使用等环节全过程对质量控制提出相应量化治理措施，指导相关制造厂生产，提高电连接器的固有可靠性，如电连接器关键工序采用抽检方式导致多次质量问题，通过电连接器生产关键工序设置专检、100%检测及互检加强对生产过程的控制，提高了产品固有可靠性。此外，物流中心在电连接器订货合同中将国产电连接器补充技术要求加入质量附加条款中，并要求供方按要求落实相关工作，从而构建起较为完善的电连接器质量防控体系。

*其他作者：周康、官岩、董磊、苏磊、达猛