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《某型号电缆组件失效分析与改进设计》
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[摘 要]在串联结构的电子设备中,任何一个元件、器件或节点的失效都有可能导致局部或各个系统的失效.本文侧重对电缆组件的失效模式和机理进行了分析,并对如何提高其可靠性进行了较详细的讨论.
[关键词]电缆组件；失效；可靠性
中图分类号：TJ02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0155-01
1 引言
目前国内外使用的连接器类型主要有以下三种：
（1）螺纹连接型.这种连接形式的连接器具有可靠性高、屏蔽效果好等特点.
（2）卡口连接型.这种连接器具有连接方便、快捷等特点.
（3）推入连接型.这种连接形式的连接器具有结构简单、紧凑、体积小、易于小型化等特点.
2 电缆组件的失效模式
2.1连接失效
（1）连接螺母脱落
大致有下列原因造成：
a.设计人员选材不当,为降低成本,误用非弹性的黄铜座卡环材料,使螺母易脱落.
b.加工时,螺母安装卡环的沟槽槽深不够,所以连接时稍加力矩螺母即脱落.
c.虽然材料选擇正确,但工艺不稳定,铍青铜弹性处理未达到图纸规定硬度值,卡环无弹性,导致螺母脱落.
d.使用人员在测试时,没有力矩扳手,而使用普通扳手来拧紧螺母,使拧紧力矩大大超过军标规定值,所以螺母（卡环）遭到损坏而脱落.
（2）内导体松动或脱落
有些设计人员在内导体介质支撑处把内导体分为两体,然后用螺纹连接起来.但是对小型射频同轴连接器而言,内导体本身尺寸是Φ1～2mm,在内导体上加工螺纹,若不在螺纹连接处涂以导电胶,那么内导体连接强度是很差的.因此,当连接器在多次连接,在扭力和拉力长期作用下,内导体螺纹松动、脱落,致使连接失效.
2.2反射失效
（1）反射增大
任何一种连接器都有一定的使用寿命.以A连接器为例,反复插拔超过500次后,插针、插孔已造成不同程度的磨损,接触已不是最佳状态,所以在使用时,反射可能急剧增加,苦不及时更换新的连接器是难以保证测试精度和数据的可信度.
（2）开路
在以往的工作中发现个别用户把N型50Ω插头误连到N型75Ω插座上.由于50Ω的插针直径远大于75Ω的插孔尺寸,致使插孔尺寸超过弹性极限,不能恢复到原来尺寸.
（3）短路
在过去我们测试密封连接器时,发现少数连接器电压驻波比很大,个别的全反射.经反复仔细检查,此密封连接在焊接内导体时,焊锡流到玻璃绝缘子表面,造成全部或局部短路,使性能不合格.
2.3电接触失效
我国产品大多数镀纯金,而国外镀金合金,所以国内产品耐磨性差,镍层有时发现起皮、剥落等,也容易引起氧化,特别是国内部分工厂为降低成本而采用导体镀银,又没有涂有效的防护氧化层,所以镀银表面极易氧化发黑,尤其在恶劣环境下使用,更加速了内、外导体表面严重氧化,导致接触电阻、插损激增,电接触失效.
2.4电缆组件的失效
电缆组件通常是由电缆连接器与高频电缆两部分组成,目前常见的电缆组件有三种结构：
（1）螺母压紧型：电缆连接器尾部与电缆屏蔽层采用螺母压紧方式进行连接
（2）焊接型：电缆连接器尾端与电缆屏蔽层采用焊接方式进行连接
（3）压接型：电缆连接器尾端与电缆屏蔽层采用专用压接工具在强大的压力作用下使金属套筒产生较大的塑性变形和塑性流动与连接器外导体进行连接
若插针与插孔不接触或接触不良,不仅导致开路或接触电阻激增,同时也会导致插入损耗激增和反射失效.所以实际上任何一种失效都有可能导致连接器和整个组件失效.
3 改进设计、加工环节,提高连接器的可靠性
3.1精心设计奠定了产品的可靠性
设计人员在设计时除保证连接器的电性能外,还应该同时考虑产品的可靠性,因为设计的缺陷对连接器的可靠性常常是带有批次性的,只有及时改进设计缺陷,产品可靠性才能得到不断提高.例：在设计压接电缆连接器时,设计的压接套筒与接头尾部间隙偏大,因而产生压接不足,抗拉力低,电缆组件使用了一段时间发现拉脱现象,这时立即分析原因,暂停装配,及时调整间隙,重新设计、加工了新套筒.改进后的套筒再未发生拉脱现象,从而提高电缆组件的可靠性.
3.2精心加工保证了产品的可靠性
加工同样是非常重要的环节,如果加工不当,同样得不到高性能、高可靠的产品.例如：A电缆连接器的插针,图纸规定的尺寸为φ0.930-0.02结果误加工成φ0.9800.02,最后检验发现插针尺寸加大了.这样的差错虽偶有出现,但说明加工中加强对工艺缺陷的预防、检测是何等的重要.
3.3正确使用才能保持产品的可靠性
任何一个产品都有一个规定的寿命或额定的承载能力.例如,部分用户在连接连接器时,没有用力矩扳手,而采用通常的固定扳手联接,稍不注意力矩远远超过了额定破坏力矩值,致使连接器损坏,有些虽然未完全破坏,但是参考面产生严重变形而导致电性能大大下降.还有个别用户在超过电压额定值条件下使用,导致连接器介质击穿而失效.由此可以看到,即使是一个好产品,只有正确使用,才能避免人为失误,保持产品的高可靠性.
参考文献
[1]吴文单,杨秀涛. 某型号电缆组件失效分析及改进设计[J]. 机电元件,2017,（3）：28-31+36.
[2]黄华. 电梯安全回路失效分析及改进设计[J]. 装备制造技术,2018,（2）：44-46.
[3]邹旭青. 油气管道失效分析及设计改进措施[J]. 建筑工程技术与设计,2018,（4）：2655.
作者简介
王俊峰 （1983.1-）安徽合肥人 高级电子装联工,主要从事雷达电子装联方面的研究.
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