馬偉澤 任劍曉

摘 要：飛機上的電氣線路遍布飛機全身，連接著各種電子/電氣設(shè)備，而端子壓接是實現(xiàn)各電子/電氣設(shè)備通過電氣線路互相連接的重要方式，是保證EWIS可靠性的重要技術(shù)。為滿足實際工作中的產(chǎn)品制造要求，通過實驗研究模壓式接線端子中同時壓接4～5根導線的可行性，以滿足最終產(chǎn)品的符合性要求。

關(guān)鍵詞：符合性，模壓式，端子壓接，多導線

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.09.037

0 引 言

電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)（E l e c t r i c a l W i r i n gInterconnection Systems，簡稱“EWIS”），指安裝在飛機任何區(qū)域的各種電線、端接器件、布線器件或其組合，用來在兩個或多個端接點之間傳輸電能（包括數(shù)據(jù)和信號），被比喻為飛機的血管和神經(jīng)系統(tǒng)。隨著飛機進行電氣化以來，EWIS承擔的任務(wù)也就越來越多，不僅擔負著傳統(tǒng)的輸配電功能，還需擔負著飛控、發(fā)動機、起落架、航電等重要系統(tǒng)的信息傳輸功能。目前，飛機正向多電全電方向發(fā)展，更多的電氣線路將替代傳統(tǒng)液壓和氣源管路；更多復合材料機身結(jié)構(gòu)的使用，也需要更多電氣線路來代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬機身，實現(xiàn)電氣回路功能及加強全機閃電和電磁環(huán)境防護。未來，飛機電氣線路將更加重要和復雜[1]。

1 問題的提出

執(zhí)行某通航飛機線束組件制造任務(wù)時，發(fā)現(xiàn)飛機線束設(shè)計中出現(xiàn)了4～5根導線連接同一接線端子（模壓式，下同）的情況。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗，一個接線端子一般只壓接一根導線；當導線截面積太小的時候，可以將導線回折或同時壓接兩根導線。壓接是通過施加一定的機械外力，使電線和端子緊密結(jié)合的一種連接方式。良好的壓接端子不僅具有牢固的緊密性，良好的導電性，而且能夠減小電阻，減少壓接部位氧化。端子壓接技術(shù)是飛機線束EWIS設(shè)計中的重要技術(shù)，端子壓接制造工藝的可靠性，直接影響著EWIS系統(tǒng)高效穩(wěn)定的安全運行。但同一接線端子壓接4～5根是否可行，壓接后機械性能和電性能是否滿足要求需研究確認。

2 國內(nèi)外標準符合性對比分析

2.1 國內(nèi)端子壓接標準

國內(nèi)航空線束壓接方面遵循的標準一般是GJB5020—2001《壓接連接技術(shù)要求》，其中對于導線和端子的組合規(guī)定如下：

（1）應優(yōu)先選擇一個壓線筒內(nèi)壓接一根導線；

（2）只要能滿足使用要求，坑壓式壓接連接一個壓線筒內(nèi)最多允許壓接2根導線，模壓式壓接連接一個壓線筒內(nèi)最多允許壓接3根導線[2]。

航天行業(yè)標準（QJ 2633—1994，模壓式壓接連接通用技術(shù)條件）對于模壓式壓接規(guī)定為：對閉式壓線筒，每個壓線筒最多允許同時壓接三根同樣材質(zhì)、構(gòu)造的線芯[3]。

2.2 國外端子壓接標準

國際汽車工程師協(xié)會（SA E）標準A S 5 0 881《航空航天器的布線》中對于多線壓接的規(guī)定如下：“Multiple wire may be crimped in the crimpbarrel of terminal lugs or splices， provided that theirtotal circular mil area is within the range of the crimpbarrel and are crimped under proper process control.The wires shall fit into the diameters of the insulationsupport without altering their insulation. Multiple wireterminations in terminal lugs and splices shall not beused for primary power distribution.[4]”即“如果多根導線總的截面積在壓接筒適用截面積范圍內(nèi)并采用合適的工藝控制，壓接多根導線是可以的。在不改變絕緣的情況下，多根導線需符合端子絕緣支撐直徑，多導線壓接不能用于主電源線路”。

2.3 符合性結(jié)果分析

通過對比國內(nèi)外相關(guān)壓接標準中對于端子和導線組合的規(guī)定可以發(fā)現(xiàn)，行業(yè)內(nèi)一般都允許同一端子壓接筒中壓接多根導線，主要差別在于國內(nèi)標準規(guī)定了允許導線的最多根數(shù)，而國外標準中無具體根數(shù)的規(guī)定。所以單從標準分析，同時壓接4～5根導線符合AS50881的規(guī)定，但不符合國內(nèi)GJB5020—2001及航天行業(yè)標準要求。為了從性能上進行驗證，通過開展壓接實驗，對端子和導線壓接后的外觀、機械性能、電性能等進行了分析。

3 實驗開展與分析

3.1 實驗方法

嚴格按照標準GJB 5020—2001的要求開展實驗，實驗測試項目包括外觀、電壓降、抗電強度、耐拉力和截面分析。主要實驗要求如下。

3.1.1 端子外觀

外觀檢查采用目檢的方式，根據(jù)壓接連接件尺寸大小借助4～10倍放大鏡對其進行檢查，其主要判定依據(jù)為：壓接部位無雜質(zhì)，壓痕清晰，壓接筒均勻變形，壓接筒及鍍層無破裂損壞。

3.1.2 電壓降

電壓降測量時，首先應剝除離壓接筒尾部1. 5mm處的導線絕緣層，測量端子外接部分與壓接筒交界部位的兩點間電壓降（U），并記錄兩點間長度。接著在壓接導線的中部，按壓接連接電壓降測量點間距離的長度，隨機測量四個電壓降讀數(shù)，取其平均值，作為相同長度被壓接導線的電壓降（U 0）。將U、U 0代入公式（1）計算出ΔU，即為端子電壓降增量，單位為mV。

ΔU = U - U 0 （ 1）

式中：

ΔU ——電壓降增量，mV；

U ——壓接部分電壓降，mV；

U 0——相同長度被壓接導線的電壓降，mV。

3.1.3 抗電強度

除壓接部分外，壓接試件其余部分均采用熱縮套管密封。將密封好的試件浸入事先配好的5%濃度的鹽水中至完全淹沒，在導線和預絕緣套（鹽水）之間，以平穩(wěn)速度施加電壓直至1500 V，并保持60 s，觀察并記錄試件壓接部位有無飛弧、放電或擊穿現(xiàn)象。

3.1.4 耐拉力

耐拉力試驗在精度為0.1 N的小型拉力試驗機上進行，夾具夾緊端子尾部一根導線；同時，端子與測力計相連接，控制試驗裝置以25 mm/min的速率沿軸向均勻施加荷載，直至導線被拉脫或拉斷為止，記錄負荷峰值與失效模式。

3.1.5 截面分析

沿壓接部位的法向切割試件，以獲得完整壓接斷面；保持壓接斷面垂直于拋光輪，使用拋光砂紙對其進行研磨直到壓接截面完全暴露。完成拋光后，采用清洗劑和電解筆對表面進行輕度的化學腐蝕，以獲得清晰的壓接截面。將處理好的壓接截面試件安放在金相顯微鏡上，觀察壓線筒、導線的變形情況以及是否有損傷，利用分析軟件處理壓接截面圖像并記錄端子壓接空隙率。

3.2 實驗過程

3.2.1 實驗對象選取

本實驗分別選取兩種國產(chǎn)端子和兩種國外廠家端子配合55A系列X-ET F E絕緣航空用導線進行試驗，見表1。每個端子制作5個試件，且5個試件分別采用同一端子及導線進行壓接，進行5組實驗。試件命名規(guī)則為：“試驗對象編號”-“試件序號”，例如編號為“1”的試驗對象的序號為“1”的試件，其試件號為“1-1”。試驗對象在測試前已經(jīng)過檢查，均符合產(chǎn)品規(guī)范要求。試件對應試驗程序見表2。

3.2.2 主要測量儀器

實驗中用到的主要儀器見表3。

3.2.3 試驗項目實施

端子和導線壓接后，根據(jù)表2試驗順序?qū)航雍笤囼灱凑?.1實驗方法依次實施了各試驗項目。

4 實驗結(jié)果及分析

4.1 外觀

端子壓接后外觀圖如圖1所示。通過目視方法對各端子外觀進行檢查發(fā)現(xiàn)多導線壓接后端子壓接部位無雜質(zhì)，壓痕清晰，壓接筒均勻變形；經(jīng)放大鏡輔助檢查，壓接筒及鍍層無破裂損壞現(xiàn)象。檢查結(jié)果表明與單根導線壓接相比，多導線壓接過程中對端子外觀并無影響。

4.2 電壓降測試

端子壓接后的電壓降測試結(jié)果見表4。根據(jù)GJB 5020—2001規(guī)定，本實驗所采用導線壓接后的電壓降增量ΔU 應不大于1 mV，從表4中數(shù)據(jù)可以看出電壓降符合要求。

4.3 耐拉力測試

在端子壓接過程中，任何一個環(huán)節(jié)沒有控制好都會影響端子壓接質(zhì)量，其中端子的耐拉力值就是判斷端子壓接是否合格的一個重要指標。本次實驗采用精度為0.1 N的小型拉力機對各試件端子的耐拉力進行測試，測試結(jié)果與檢查判定結(jié)果見表5。

根據(jù)GJB 5020—2001規(guī)定可知，16與22號線規(guī)最小的耐拉力值分別為220 N和66 N。本實驗通過小型拉力試驗機測得所有試件的耐拉力均符合GJB5020—2001規(guī)定，多根導線壓接的耐拉力測試均合格。

4.4 抗電強度測試

抗電強度測試通過以500 V/s的速度施加電壓至試件上直至1500 V，實驗過程中未產(chǎn)生電弧或擊穿現(xiàn)象，表明多根導線壓接試件抗電強度測試通過。

4.5 截面分析

本實驗采用截面分析的方式對端子壓接質(zhì)量進行更詳細的分析，以保證端子壓接的可靠性。各試件端子壓接部位截面圖如圖2所示，截面分析檢查判定結(jié)果見表6。從中可以看出多導線壓接后端子截面空隙所占面積均小于導線面積的10%，符合標準GJB 5020—2001要求。

5 結(jié) 論

接線端子壓接質(zhì)量在很大程度上決定了飛機上的各種電子/電氣設(shè)備能否安全運行。為了保證接線端子壓接多導線的安全性能，從實驗的角度分析了模壓式接線端子壓接4～5根導線的可行性。實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析表明壓接后端子外觀、電壓降、抗電強度、耐拉力以及壓接空隙率都符合標準規(guī)定，證明其機械性能和電性能符合要求，可以應用到實際產(chǎn)品中。

雖然實驗數(shù)據(jù)表明模壓式接線端子同時壓接多根導線性能符合要求，但在線束設(shè)計中本文認為應盡量避免采用這樣的設(shè)計，多導線壓接可以通過增加接線柱或者使用永久接頭轉(zhuǎn)接等可靠性更高的方式進行替代。

參考文獻

[1]上海安托信息技術(shù)有限公司.初識E W I S [ E B / O L ] .（2 0 21-12- 0 8）[20 23-10 -15].https： //w w w.r uan fujia.com/10312577/.

[2]國防科學技術(shù)委員會.壓接連接技術(shù)要求：GJB 5020—2001[S].2001.

[3]中國航天工業(yè)總公司.模壓式壓接連接通用技術(shù)條件：QJ2633—94[S].1994.

[4]國際汽車工程師協(xié)會.航空航天器的布線： A S 5 0 8 81F[S].2015.

作者簡介

馬偉澤，通信作者，碩士，高級工程師，研究方向為航空線束工藝開發(fā)。

任劍曉，本科，工程師，研究方向為實驗管理。

（責任編輯：張瑞洋）