电连接器可靠性研究现状分析

王 焕，丁 丽

(南京康尼科技实业有限公司，江苏南京，210038)

电连接器可靠性研究现状分析

王 焕，丁 丽

(南京康尼科技实业有限公司，江苏南京，210038)

文章分析了各种电连接器可靠性的主要因素，即电连接器的质量、材料、结构、工艺等。此外，电连接器的使用环境对可靠性也有影响，总之，要提高电连接器的可靠性，必须综合考虑以上因素。

电气系统;电连接器;可靠性

1 引言

随着电子、电气技术的发展，设备的功能日益增多，设备中使用的电气系统也越来越复杂，为了传递电信号和电能，电连接器在各种系统中的使用量越来越大。作为一种基础元件，电连接器可靠性的高低直接影响整个系统的可靠性，所以，为了提高设备的可靠性首先就要研发可靠性高的电连接器。本文主要就各种电连接器的可靠性研究现状做一探讨。

2 常用电连接器的可靠性分析

对于不断出现的电连接器的各种失效问题，出现这些失效问题的机理则应该清清楚楚的知道，这对于研究电连接器的可靠性有着重要的意义。周建新［1］在“浅谈电连接器的失效分析及预防”一文中，列举了一些具体的电连接器失效的案例，说明在电连接器生产时必须严格按照工艺规程的重要性，产品1的失效是由于部分插孔与壳体导通，绝缘电阻为零，不符合产品相应的绝缘电阻技术条件要求，经过排查，发现是在装配时由于操作失误异物掉入引起的，如图1(a)所示;产品2的失效是由于部分插孔之间在高压环境下被击穿，经过排查，发现是在电连接器装配时掉入的其他零件的修剪异物引起的，如图1(b)所示;产品3的插孔和插针无法对接，经过排查，发现是因为制造加工时零件尺寸超差引起的;产品4在使用时发现信号不稳定，一会接通，一会断开，经过排查，发现是部分地方焊接质量不过关引起的，如图1(c)所示。总之，由于电连接器无法全部采用自动化组装，手工安装占了很大一部分比例，为了提高产品可靠性、降低失效率，首先要保证的就是在生产过程中严格执行工艺规程、加强人员的操作管理。

马杰［2］则在“环境温湿度对航天电连接器可靠性的影响”一文中分析了环境温度和环境湿度对电连接器可靠性的影响，环境温度对电连接器可靠性的影响主要体现在温度上升时分子运动加剧，破坏原有的导电性能，从而增大接触电阻引起接触失效和降低绝缘性能引起绝缘失效;环境湿度对电连接器可靠性的影响同样表现为上述两方面，体现在水分子和电连接器表面的化学反应。故电连接器要保证一定的使用环境才能获得更高的可靠性。刘教民［3］在“关于汽车连接器及其可靠性的探讨”文章里对汽车上使用的电连接器进行了分析，指出对电连接器触头的分析是非常重要的，包括触头接触电阻和触头接触力这两方面。通过分析，接触电阻和接触力成反比，影响因素主要包括应力松弛、永久性形变、腐蚀、表面的污染物、振动和微动这六个方面，故最后对接触表面进行电镀处理可有效提高电连接器可靠性。

图1 电连接失效原因

3 其他连接器可靠性研究

任晓丽［4］在“柔性连接器可靠性研究”一文中对在汽车上安全气囊系统中使用的柔性连接器可靠性做了分析，指出要在非常短的时间内打开安全气囊就必须要保证其核心部件－－柔性连接器的可靠性。提高可靠性的主要有以下途径:(1)合理选用材料、优化工艺路线和结构来开发新一代产品。(2)采用先进焊接工艺和机床，提高焊接质量和可靠性。(3)通过实验研究对新一代产品进行结构优化，从而降低成本，增加可靠性。(4)提高模具质量，从而提高毛坯质量，并在设计过程中进行相应的实验研究。(5)采用先进装配工艺和路线，提高装配质量，保证成品寿命。(6)引进国外先进技术，使核心部件国产化。

徐铭［5］在“矿用电缆连接器可靠性技术研究”文章中对井下这种特殊使用环境中使用的电连接器可靠性进行了分析，对于井下工业系统，电连接器的可靠性直接关系到系统能否正常运行，随着电气控制系统的不断发展，对电连接器的要求也随之增加，故应主要考虑可靠性的问题。首先对插针和插孔的联接方式进行了分析，在井下这种特殊的环境下，联接方式的要求也随之增高，常用的联接方式为U型卡快速插拔式，如图2所示，由于圆柱形插拔自锁连接器、螺纹连接锁紧式这两种方式使用较少。然后分析了插孔(针)材质和处理方式，要保证良好的质量和结构，同时进行相应的表面处理方式，最终保证电连接器的可靠性。

刘永红［6］在“深水防喷器组井口连接器可靠性研究”一文中对水下深水钻井作业中井口上电气设备中使用的电连接器的可靠性进行了分析。根据故障失效形式，建立马尔科夫模型，如图3所示，并对状态进行描述和状态转移率，根据模型求解可靠性指标。以实例的可靠性数据进行定量求解，分析状态转移概率对系统稳定性的影响，从而得到提高系统稳定性的方法。

图3 马尔科夫模型

4 总结

综上所述，电连接器的质量直接影响着电连接器的可靠性。使用性能的好坏不但取决于设计过程，还取决于材料和加工工艺，在选择满足实际使用时的导电性能材料的前提下，为了达到更好的使用性能，还可对表面进行后续的表面处理。

［1］ 周建新.浅谈电连接器的失效分析及预防［J］.机电元件，2014，(3):32－35.

［2］ 马杰.环境温湿度对航天电连接器可靠性的影响［J］.机电元件，2014，(1):28－30.

［3］ 刘教民.关于汽车连接器及其可靠性的探讨［J］.河北工业科技，2009，26(1):34－36.

［4］ 任晓丽.柔性连接器可靠性研究［J］.科技创新与生产力，2014，(10):68－69.

［5］ 徐铭.矿用电缆连接器可靠性技术研究［J］.电子世界，2013，(15):88，90.

［6］ 刘永红.深水防喷器组井口连接器可靠性研究［J］.中国石油大学学报(自然科学版)，2013，37(5):140－144.

The Research Status of Reliability Analysis on Electrical Connector

WANG Huan，DING Li
(Nanjing Kangni Technology Industry Co.，Ltd.，Nanjing 211138，China)

With the analysis of the reliability of various electrical connectors，the main factors affecting the reliability are the quality of electrical connector，material，structure and process，in addition to electric connector using environment also has influence on the reliability.In short，in order to improve the reliability of electrical connector，must consider to factors.

electrical system;electrical connector;reliability

10.3969/j.issn.1000－6133.2015.03.013

TN784

A

1000－6133(2015)03－0055－02

2015－05－13

王焕，女，江苏徐州人，(1983年1月～)，专科，助理工程师，主要从事各种连接器的研发。

综述与简介