汽車連接器電接觸失效原因分析

(1)電接觸壓力不足。

連接器通過插針和插孔之間的接觸來導(dǎo)電。插孔是一種彈性元件，其質(zhì)量對電氣連接的可靠性非常重要。銷釘插入千斤頂，千斤頂產(chǎn)生彈性變形，進(jìn)而對銷釘產(chǎn)生接觸壓力。接觸壓力的不穩(wěn)定或降低會影響接觸電阻的不穩(wěn)定。在一定的振動和沖擊應(yīng)力的作用下，振動、沖擊應(yīng)力足夠大，作用時間足夠長，就會造成瞬斷故障。插針插座長期受到作用力和反作用力，插座的彈性元件逐漸永久變形，出現(xiàn)應(yīng)力疲勞松弛現(xiàn)象。 小，接觸電阻增加。

(2) 接觸磨損。

插拔磨損：汽車連接器在插拔時，在插針與插座之間一定的接觸壓力的作用下，由于相對運(yùn)動而產(chǎn)生摩擦。在摩擦過程中，接觸面的表面光潔度會被破壞，幾何形狀會發(fā)生變化。劃痕、粘連、磨屑的產(chǎn)生、材料轉(zhuǎn)移等，還伴隨有發(fā)熱。隨著插拔次數(shù)的增加，插針座表面的鍍層金屬被磨損，露出賤金屬，并在周圍環(huán)境的作用下腐蝕，導(dǎo)致接觸不良。接觸副表面的磨損程度與接觸壓力的大小、接觸摩擦部位的表面光潔度、接觸副表面涂層的種類、硬度、質(zhì)量、接觸副導(dǎo)向件的圓角是否光滑，以及千斤頂接觸部分的幾何形狀。插針插孔長期受作用力和反作用力，插孔彈性元件逐漸產(chǎn)生永久性變形，出現(xiàn)應(yīng)力疲勞松弛現(xiàn)象，尤其在接觸點及環(huán)境溫度的作用下，插孔會出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，接觸壓力減小，接觸電阻增大。

微動磨損：微動磨損是在兩個振動相對較小的表面上發(fā)生的磨損現(xiàn)象，振幅為1-100um，主要是由于溫度循環(huán)和背景振動引起的熱脹冷縮，汽車連接器。由于工作條件下同時存在振動和熱沖擊，因此經(jīng)常發(fā)生微動。例如，電連接器以5°C/h波動，循環(huán)20次，插針（黃銅材質(zhì)）的熱膨脹系數(shù)為2x10-5/°C，插針長度為5mm，微 幅度可達(dá)5um。試驗表明，微振動達(dá)到數(shù)百萬次后，可能會嚴(yán)重影響電接觸的可靠性。例如，汽車運(yùn)行5小時，振動頻率為1000Hz，相當(dāng)于1800萬次微振。

1994年美國邁克爾·布萊恩特提出以下微動失效模型，并將失效分為七個階段。

(1) 清潔的微觀突起的接觸；

(2)微振動運(yùn)動使微小突起暴露在銹蝕作用下，形成銹膜；

(3)微振的反向運(yùn)動刮擦膜層，一部分落入“谷”，一部分壓入接觸部分；

(4)一步微振再次使接觸部位生銹；

(5)微振動運(yùn)動使微小突起發(fā)生塑性變形，破壞銹膜層，使碎片與突起的金屬混合：

(6)微觀突起逐漸被銹蝕污染，接觸電阻增大；

(7)最后，銹屑填滿“谷”，兩個接觸面之間形成至少20nm厚的絕緣層，連接完全失效。

相比之下，在電子連接器的低壓、小電流工作條件下，微動過程中接觸面的絕緣對材料的危害更大，在大功率的電源電路中，絕緣物可能由于電沖擊而被去除，對電路的影響。

審核編輯：湯梓紅