電連接器質量技術準則建設與實踐

◎中國運載火箭技術研究院物流中心 么東閣等

電連接器質量技術準則建設與實踐

◎中國運載火箭技術研究院物流中心 么東閣等*

通過對2011～2015年中國運載火箭技術研究院型號元器件質量問題進行統計，發現電連接器質量問題占元器件質量問題總數的30%。因此，物流中心對近年來發生的典型電連接器質量問題進行深入分析，總結提煉了電連接器在設計、生產、檢驗、工藝、驗收、使用等全流程的技術準則，制定了國產電連接器補充技術要求，以從產品源頭控制電連接器質量問題。

電連接器是在器件與器件、組件與組件、系統與系統之間進行電器連接和信號傳遞，構成一個完整型號系統所必須的基礎元件，在航天器及武器裝備中應用十分廣泛。筆者通過對2011~2015年中國運載火箭技術研究院型號元器件質量問題進行統計，發現電連接器質量問題占元器件質量問題總數的30%，是型號電子元器件失效的重災區，特別是靶場質量問題時有發生，對型號的研制生產造成重大影響。因此，中國運載火箭技術研究院物流中心對近年來發生的典型電連接器質量問題進行深入分析，對問題產生的原因、機理進行深入挖掘，總結提煉了電連接器在設計、生產、檢驗、工藝、驗收、使用等全流程的技術準則，制定了國產電連接器補充技術要求。

一、電連接器質量問題分析

研究院型號用電連接器的主要使用類型有低頻圓形電連接器、低頻矩形電連接器、印制板電連接器、分離脫落電連接器、射頻電連接器等。低頻圓形或矩形電連接器主要安裝于機柜、機殼，用于實現型號各分系統或各單機之間的電器連接；印制板電連接器主要用于印制板間或印制板與外部的電器連接；分離脫落電連接器主要用于型號彈（箭）體與地面或彈（箭）體各級之間的電器連接；射頻電連接器主要用于各種需要射頻信號傳輸的場合。

為了進一步了解電連接器失效情況，筆者從發生時間、研制單位、器件類別幾個方面對電連接器失效問題進行了分析，見表1。

2014年和2015年電連接器失效數為24項，占近5年總失效數的61.5%，有明顯的增長趨勢；按研制單位來統計，電連接器的失效主要集中在A廠和D廠，達到81.9%，其中A廠在訂貨量僅占30.76%的情況下失效電連接器的比例達到58.9%；從失效電連接器類別統計數據可看出，型號選用分離脫落電連接器的絕對數量很少，大約只占型號電連接器總數的1.2%，但是失效數卻占電連接器失效總數的38.5%，其失效率約是其它電連接器平均失效水平的50倍；從失效原因統計數據來看，電連接器生產過程控制不嚴、工藝不完善導致的失效數最多，共25項，占失效總數的64.1%。

二、防控措施

上述問題暴露出在設計、生產、檢驗、工藝等環節對產品質量控制存在薄弱環節，從側面反應了對這些環節進行質量控制的必要性。因此，物流中心全過程對質量控制提出相應治理措施，進而形成國產電連接器補充技術要求，以從產品源頭控制電連接器質量問題。

1.設計方面

在產品設計初期從電連接器設計過程、生產過程及質量驗證3個方面識別關鍵風險點和控制點，提出加嚴控制和驗收要求，并落實到設計文件中。具體要求如下：

在設計文件中應對有無多余物的技術準則進行審查，對不利于預防多余物的設計結構進行修改，同時明確規定產品的生產條件和環境要求；在電連接器內部禁用異種硬度偏差較大材料，以避免軟硬不匹配產生切屑導致電連接器短路失效，禁止分離脫落電連接器連接機構的螺套固定使用502膠；在結構設計中對引線焊點等易損傷部位采取保護措施，避免其在運輸和使用過程中出現損傷，形成多余物；工藝人員在會簽設計文件時，產品的結構應不易生成多余物或生成多余物后易排除，尤其對可能產生多余物，但又不能改進產品的設計結構，必須制定可靠的控制措施；設計中應對極限公差情況下的尺寸鏈配合進行計算，并確保產品的插合功能實現；分離脫落電連接器接觸件（額定電流5A及5A以下的低頻接觸件）應采用簧爪式、線簧式或絞線式等低插拔力接觸件；電連接器屏蔽簧片的安裝應避免用單點固定結構。

表1 電連接器失效問題統計表

2.工藝方面

工藝人員在編制工藝文件時應結合產品特點明確規定控制質量的方法及檢驗要求，裝配工藝根據工序制定質量控制的方法，尤其對關鍵工序要規定控制質量問題的操作方法及多媒體記錄要求。針對有可能產生問題的工序編寫預防、控制和檢驗的實施細則。關鍵工序執行雙崗及三崗工作制。工藝文件中要明確規定待裝配零、部、組件不允許有毛刺、尖角，表面涂層不應銹蝕、脫皮，孔中不能夾雜金屬屑等要求。具體措施包括以下幾個方面：

電連接器組裝前應對接觸件進行100%插拔力測試，對屏蔽簧片安裝工序進行專檢或100%互檢，分離脫落電連接器組裝完成后進行導向機構等關鍵部件的位置檢測（可采用檢測規）；制定并修正易產生多余物零件的工藝文件，明確去除毛刺等多余物的專用刀、夾具及操作方法和要求，在工藝文件中規定多余物的檢驗工序，規定所有必要的檢查點，并明確檢驗要求，如分離脫離電連接器100%制定機械去毛刺方案；對于帶有屏蔽簧片結構的電連接器DPA中進行屏蔽簧片安裝質量檢查，內部采用非活動式接觸件轉接結構的電連接器，生產過程或A組中需100%進行接觸電阻測試，分離脫落電連接器所使用的鋼球應提供100%的渦流探傷檢查報告，除射頻電連接器外，每批插孔接觸件抽取20套進行插孔體與護套的結合力試驗，進行電連接器各零件去毛刺工序。

3.生產方面

零、部、組件的生產要嚴格按生產控制文件進行，遵守多余物控制的技術準則。報廢的產品要及時回收，經檢驗人員確認核實后分區隔離保管，報廢的產品由檢驗人員特殊標記。

在生產區域實行6S定置管理，生產現場結合產品特點規定廠房的溫度、濕度等環境要求；建立崗位責任制，操作人員應持證上崗，未經相關部門考核合格的人員不得上崗；完善機加工過程中首尾件和中間件的檢測要求，明確首件、尾件的檢測要求，明確中間件的檢測頻次，以及發現機加工異常后的處理要求，在生產關鍵工序設置專檢人員；完善作業指導書，明確產品裝配前的檢查要求，在產品裝配前對零件的外觀質量進行檢查，同時在產品裝配完成后對產品外觀進行檢查。

4.質量驗證方面

質量驗證的具體防控措施包括：分離脫落電連接器應完成滿裝機械應力試驗；分離脫落電連接器以及產品中包含屏蔽簧片的電連接器應進行20次連續插合—分離試驗；電連接器過程檢驗或A組檢驗要進行100%絕緣電阻測試；在產品下廠驗收過程中檢查所有具有量化指標的產品試驗數據以及關鍵工序過程檢驗記錄，分離脫落電連接器不允許代驗，除外觀輕微缺陷外，電連接器交收各試驗項目要求零失效。

三、取得的成果

由于電纜裝配應力造成的電連接器插合、分離失效在航天型號上時有發生，為有效解決這一問題，物流中心制定了滿裝機械應力試驗方法。試驗樣品按照航天電纜組裝件制作通用技術要求（QJ603A-2006）進行制作，樣品選用的安裝導線為該型號電連接器所用接觸件能夠焊接的最大直徑的導線，試驗時電連接器水平放置且尾端至少有50（±5）厘米的自由電纜，振動及沖擊試驗中電纜另一端固定在試驗臺之外，機械壽命試驗時電纜另一端不固定。

針對電連接器加工工藝、尺寸鏈超差及多余物問題，物流中心制定了分離脫落電連接器以及產品中包含屏蔽簧片的電連接器連續插合—分離試驗，通過該項試驗可有效剔除不合格品，大大提高產品的固有可靠性。試驗細則包括：插合—分離循環次數至少為20次；對于存在機械分離和電分離等多種分離方式的連接器，每種分離方式至少進行10次循環；可以采用相互配對的插頭與插座插合，也可以采用專用工裝插合；可手動進行試驗，也可采用半自動或自動試驗機進行試驗；交收檢驗中的試驗項目由物流中心指定人員操作；具體試驗方法應符合GJB1217A-2009方法的要求。

針對設計不可靠、生產控制不當、關鍵工序檢驗抽檢、驗收把關不嚴、工藝不完善等原因導致的電連接器質量問題，中國運載火箭技術研究院物流中心制定了國產電連接器補充技術要求，從設計、工藝、生產、檢驗、驗收、使用等環節全過程對質量控制提出相應量化治理措施，指導相關制造廠生產，提高電連接器的固有可靠性，如電連接器關鍵工序采用抽檢方式導致多次質量問題，通過電連接器生產關鍵工序設置專檢、100%檢測及互檢加強對生產過程的控制，提高了產品固有可靠性。此外，物流中心在電連接器訂貨合同中將國產電連接器補充技術要求加入質量附加條款中，并要求供方按要求落實相關工作，從而構建起較為完善的電連接器質量防控體系。

*其他作者：周康、官巖、董磊、蘇磊、達猛