（苏州华旃航天电器有限公司 江苏苏州 215129）
摘要：以往型号上使用的电缆组件均由各总装厂配合型号任务同时加工完成，但随着各型号研制任务和批产任务量的持续增加，这种制作方式已经无法满足任务进度需求。因此需要进行更加细致的专业化分工，将电缆组件的生产从整体型号中脱离出来独立进行研制和加工生产。伴随着这种生产模式的制造规模和配套范围逐步的扩大，一些潜在的质量隐患也随之暴露。比如在电缆组件的工艺策划、生产、检测过程中出现的应力集中现象，这种质量隐患往往不能被及时发现和暴露，只能通过产品的实际安装和使用后才能被发现，这时产品已经装机，给整机的质量管控带来非常不利的负面影响。本文列举出电缆组件在制作过程中各环节容易出现的应力集中状况和解决方法以供参考。
关键词：应力集中；焊点防护；工艺策划
引言
根据电缆组件的生产特点，从接到方案需求开始到产品的最终出厂，产品的实现过程主要可分为三个阶段。首先是电缆组件的前期工艺策划，然后是电缆组件的实际加工制造，最后是电缆组件的出厂前检测。根据以上三个不同的阶段列举出一些经常出现的应力集中情况和解决方法。
一、电缆组件前期工艺策划阶段
电缆组件在生产前的工艺策划阶段，列举出在常见并易出现应力集中的情况有：焊接连接器尾端接触件焊点弯曲半径过小、浅灌封产品使用较硬的氟塑料绝缘层导线、护套绑扎点距离连接器尾端过近、线束中的焊点两端导线未进行余量释放、焊点未进行有效的加固处理等等。
a、焊接连接器尾端接触件焊点弯曲半径过小
电缆组件中如果使用了接触件首尾两端的跨幅较大的连接器，极易造成两端部位的接触件焊点弯曲半径过小而发生应力集中。这种应力集中点随着线束的使用拉拽，焊点很容易出现疲劳损伤甚至直接被拉断。
解决方法：1）增加尾罩束缚线束，使电缆应力无法传递到连接器尾端焊点位置。2）在焊接操作中使用导线出线限位工装或者调整部分导线的修线长度，使导线预成型以达到焊点处导线弯曲半径的要求。
b、浅灌封产品使用较硬的氟塑料绝缘层导线
针对灌胶腔较浅（胶液过薄）的连接器，胶液对导线绝缘层的束缚长度有限（有的甚至只有1mm左右）。如果使用的导线较硬（如绝缘皮较厚的导线）、绝缘层和胶液的粘合性较差（氟塑料绝缘层和环氧树脂）时，弯折和拉拽产生的应力就会直接传递到灌封胶面以下的绝缘间隙部位形成应力集中点，造成导线线芯出现损伤甚至断裂。
解决方法：可以采用连接器尾端增加堆胶处理工艺、导线绝缘层局部打磨软化处理、绝缘层表面脱氟处理等等。最终的目的就是通过一系列工艺措施消除应力通过导线传递到胶面以下避免应力集中导致绝缘间隙处线芯损伤和断裂的情况发生。
c、护套绑扎点距离连接器尾端过近
由于电缆护套绑扎对线束本身来说是一种硬化的过程，所以在绑扎部位电缆局部将失去柔软的特性。连接器本身对导线有一个固定和硬化（如灌封或线夹夹紧）作用。当两个硬化部位过于接近时在硬化部位中间就会形成一个应力集中点。这种应力集中情况极易造成产品导线拉断、绝缘层脱胶等失效情况。
解决方法：在工艺策划时，尽量避免出现这种类似的应力集中点。可以在两个硬化部位之间预留出足够的应力释放空间，使弯曲应力能够整体均匀释放到整个柔软部位。或者将柔软部位也同时硬化。
d、线束中的焊点两端导线未进行余量释放
当在线束上需要直接分布焊点时，线束在实际使用过程中会出现弯曲和拉拽而产生应力，当导线的应力传递到焊点部位后，导线线芯靠近焊点根部就会产生应力集中发生断裂。
解决方法：在工艺策划阶段就要对焊点引出的导线进行余量释放处理。具体的处理方法可以将焊点引出导线进行迂回绑扎处理（见图1）、或焊点与焊点之间的导线留出充足的余量使导线始终处于松弛状态（见图2）。
e、焊点未进行有效的加固处理
由于焊点本身是相对坚硬的锡块，而在电缆组件的制作过程中导电体往往是导线线芯等柔软材料。当柔软的材料和坚硬的材料熔合在一起后在坚硬部位和柔软部位的交界位置就会形成应力集中点。该应力集中点在受到导线弯折时容易发生损伤和断裂。
解决方法：该应力集中点是焊接的固有特性，无法消除。所以只能通过对焊点的加固的方式防止应力传递。最普遍的加固方式就是在焊点处套上长度比导线直径大8倍的绝缘护套保护焊点（依据IPC/WHMA-A-620A），护套的坚硬程度必须能够支撑住护套内的导线不发生明显弯曲。或者在焊点附近增加线束绑扎处理硬化线束，防止应力传递到焊点上。
二、电缆组件加工制造阶段
电缆组件的制作过程中各工序之间由于防护不到位出现应力集中损伤产品的情况时有发生，最终导致产品失效。其中比较典型的有：接触件焊接导线时无法实现焊接操作和焊点保护同时进行、线束上的焊点在布线过程中断裂、线束处理过程中单根导线弯折幅度过大导致绝缘层脱胶并且线芯断裂等等。
a、接触件焊接导线时无法实现焊接操作和焊点保护同时进行
有的连接器接触件排数多、间距小，所以不能在操作过程中进行焊点保护。在实际焊接操作过程中难免会出现应操作空间有限拨动已经焊好的导线，此时焊点还未加固处理，容易在焊点部位出现应力集中损伤焊点。
解决方法：可以在接触件焊接顺序上进行规范操作。具体方法可以将连接器的焊接顺序严格按照先下后上、先左后右、先复杂后简单的方式进行。
b、线束上的焊点在焊接操作完成后的线束处理过程中断裂
电缆组件的制作顺序一般按照先焊接后布线的基本流程进行。在线束成型过程中线束本身完全处于松散状态，如果大幅度移动和调整导线，产生的应力非常容易沿着导线传递到焊点位置造成焊点损伤。
解决方法：根据电缆本身特点和工序顺序安排情况有两种解决方案。1）在焊接完成后对焊点进行预强化（如热缩管防护、焊点预绑扎、预留迂回导线等），以提高焊点防护能力。2）调换焊接和线束成型工序的顺序。
c、线束处理过程中单根导线弯折幅度过大导致绝缘层脱胶并且线芯断裂
解决方法：由于单根导线本身的强度过低导致弯折幅度过大，所以需要借助线束本身的强度避免。使用硅胶管或束线扣对线束进行整体预捆就可以解决。
三、电缆组件出厂前检测阶段
电缆组件在制作完成后在出厂检测阶段很难真实模拟用户的实际安装和使用情况，并且大部分工序操作细节都已经隐藏于护套和连接器内部，常规检测很难发现隐患。
简单的检测手段是将连接器端头在尾端部位正反方向各弯折90°，确认弯折处线束是否受力。对线束上的焊点进行检查时，焊点必须进行适当的加固处理（如绑扎、胶封、导线迂回等），线束在弯折状态下焊点不能受到弯折应力的影响。如果在条件允许，可以对电缆可以施加振动筛选试验，该方法也能够对应力集中的部位提前施加外应力筛查，使隐患得到提前暴露。
四、结论
电缆组件上因应力集中问题出现的产品失效很多时候并非某一个因素造成，因此在工艺策划阶段能够充分识别和控制应力集中问题的出现，并且采取适用、合理的工艺处理方法和参数才是有效避免这种隐患产生的关键。同时在电缆制作过程中各环节的有效防护也能够很好的避免应力集中出现的质量隐患。
参考文献：
[1] IPC/WHMA-A-620A 线缆与线束组件的要求与验收 2006年7月版 爱比西国际科技管理咨询（上海）有限公司 2006
论文作者:曾斌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：导线论文; 应力论文; 焊点论文; 电缆论文; 线束论文; 组件论文; 护套论文; 《电力设备》2019年第4期论文;