汽車連接器用于完成汽車電信號(hào)的傳輸和控制，線束和線束之間以及線束電氣設(shè)備之間電聯(lián)接的根底原件，起聯(lián)接和斷開電力的效果。汽車連接器導(dǎo)體觸摸件的牢靠觸摸、牢靠的電氣絕緣功用、牢靠的機(jī)械聯(lián)接，確保汽車電信號(hào)的牢靠傳遞和部件的有用控制。
汽車連接器的首要失效方法
現(xiàn)場運(yùn)用及試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)明，汽車連接器的失效方法有電觸摸失效、絕緣失效、機(jī)械聯(lián)合失效及其他失效方法，各失效方法占比見圖1。
圖1連接器失效形式占比
汽車連接器失效形式特征見表1
汽車連接器的故障樹剖析
運(yùn)用故障樹剖析法對(duì)汽車連接器失效形式進(jìn)行剖析，汽車連接器的故障樹剖析見圖2。
其間底事情為: 1插孔應(yīng)力松懈、彈性疲乏:2振蕩;3高溫;4長時(shí)間負(fù)載:5有害氣體硫化或氧化;6濕潤:7電化學(xué)反應(yīng);8觸摸件相對(duì)運(yùn)動(dòng);9焊線槽應(yīng)力會(huì)集;10 材質(zhì)變形量大;11觸摸件不能自定中心;12絕緣板中混有金屬顆粒;13金屬剩余物;14鍍層金屬離子搬家;15 灰塵、污物粘附在設(shè)備板;16電擊穿:17頭與座卡死無法解鎖: 18頭與座不能聯(lián)接;19設(shè)備板開裂;20可焊性差。
一、汽車連接器的電觸摸失效原因剖析
（1）電觸摸壓力缺少。
連接器經(jīng)過插針和插孔觸摸導(dǎo)電，插孔為彈性元件，其質(zhì)量優(yōu)好壞對(duì)電聯(lián)接的牢靠性至關(guān)重要，插針刺進(jìn)插孔插孔發(fā)生彈性變形，進(jìn)而對(duì)插針發(fā)生觸摸壓力，觸摸壓力的不穩(wěn)定或減小會(huì)影響觸摸電阻的不穩(wěn)定，在必定的振蕩、沖擊應(yīng)力效果下，彈性原件發(fā)生發(fā)生恢復(fù)性彈性變形，振蕩、沖擊應(yīng)力滿足大，效果時(shí)刻滿足長，就會(huì)構(gòu)成瞬斷故障。插針插孔長時(shí)間受效果力和反效果力，插孔彈性元件逐步發(fā)生永久行變形，呈現(xiàn)應(yīng)力疲憊松懈現(xiàn)象，尤其在觸摸點(diǎn)及環(huán)境溫度的效果下，插孔會(huì)呈現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，觸摸壓力減小，觸摸電阻增大。
（2）觸摸磨損。
插拔磨損：汽車連接器插合分開時(shí)，插針與插孔之間在必定的觸摸壓力效果下，由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生沖突，在沖突過程中，會(huì)呈現(xiàn)觸摸外表的光潔度損害，幾許形狀改動(dòng)、擦傷、粘連、發(fā)生磨屑，材質(zhì)轉(zhuǎn)移等，一起還伴隨有熱量發(fā)生。跟著插拔次數(shù)的添加，插針插孔的外表鍍層金屬被磨損，顯露基底金屬，在周圍環(huán)境效果下發(fā)生腐蝕，構(gòu)成觸摸不良。觸摸對(duì)外表磨損的程度與觸摸壓力的巨細(xì)，觸摸沖突部位外表光潔度，觸摸對(duì)外表鍍層品種、硬度、質(zhì)量、觸摸對(duì)導(dǎo)向部位圓角是否光滑以及插孔觸摸部位幾許形狀等要素有關(guān)。在觸摸壓力大，插針頭部及插孔內(nèi)孔口部圓角聯(lián)接差，觸摸部位粗糙度高，鍍層材質(zhì)硬度低，鍍層質(zhì)量差的情況下，觸摸對(duì)磨損更為嚴(yán)重。連接器的插拔壽數(shù)也低，觸摸穩(wěn)定性也差。
微動(dòng)磨損：微振是發(fā)生在兩個(gè)具有小幅振蕩的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)外表的磨損現(xiàn)象，其振幅為1—100um，首要是溫度循環(huán)引起的熱脹冷縮和布景的振蕩，汽車連接器因其作業(yè)工況中，振蕩及熱沖擊一起存在，因而微動(dòng)頻頻發(fā)生。例如電連接器按照5℃／h波動(dòng)，循環(huán)20次，插針(黃銅制作)的熱膨脹系數(shù)為2x10-5/℃，插針長度為5mm，則其微振幅度可達(dá)5um。試驗(yàn)標(biāo)明，這種微振到達(dá)數(shù)百萬次今后，就有或許嚴(yán)重影響電觸摸的牢靠性。比如汽車作業(yè)5h，振蕩頻率1000Hz，相當(dāng)于發(fā)生1800萬次的微振。
于1994年提出了下述微振失效模型，將失效劃分了7個(gè)階段。
（1）潔凈的微觀突起的觸摸；
（2）微振運(yùn)動(dòng)使微觀突起觸摸露出于銹蝕效果之下，構(gòu)成銹蝕膜層；
（3）微振的反向運(yùn)動(dòng)刮削膜層，一部分落入“谷”中，一起有一部分壓入觸摸
部分；
（4）一步的微振再次將觸摸部分露出于銹蝕效果之下；
（5）微振運(yùn)動(dòng)使微觀突起發(fā)生塑性變形，使銹蝕膜層碎裂，并使碎末與突起的
金屬混合：
（6）微觀突起逐步被銹蝕物污染，觸摸電阻添加；
（7）畢竟銹蝕碎末填滿“谷”中，在兩觸摸外表之間構(gòu)成厚度至少為20nm的絕緣層，聯(lián)接徹底失效。
微振失效模型圖見圖3
相比較而言，電子連接器在低電壓、小電流的作業(yè)場合，微動(dòng)過程中觸摸外表上的絕緣，物質(zhì)的損害較大，而在大功率電力電路中，絕緣物或許由于電沖擊而被去除，對(duì)電路的影響。
二、電觸摸牢靠性規(guī)劃
汽車連接器電觸摸牢靠性規(guī)劃重點(diǎn)是以下參數(shù)的規(guī)劃：觸摸電阻、插拔力、觸摸正壓力。
觸摸電阻規(guī)劃
依據(jù)電觸摸理論，觸摸電阻R=RC+Rf+Rp,式中：
Rp—為導(dǎo)體電阻，它是端子和引出線的奧姆電阻之和,其巨細(xì)決定于端子和引出線所選用的材質(zhì)、截面形狀及長度尺度。
RC—會(huì)集電阻，當(dāng)兩個(gè)端子相互觸摸時(shí),其外表不或許完整地觸摸，微觀上是點(diǎn)與點(diǎn)的觸摸。當(dāng)電流由一個(gè)觸摸件流向另一個(gè)觸摸件時(shí)，電流線就遭到縮短而發(fā)生阻力，因而發(fā)生的電阻就稱為縮短電阻。
Rf—膜層電阻，它是觸摸件外表上的粘著膜、外表晦暗膜及薄膜所發(fā)生的電阻。
觸摸電阻的影響因素：材質(zhì)自身的特性，觸摸壓力、生產(chǎn)工藝才能等。
端子材質(zhì)選用
下表為典型金屬的電阻率
下表為銅合金的功能
選用高導(dǎo)電率或低電阻率的端子材質(zhì)（黃銅的導(dǎo)電率約為13﹪,磷青銅導(dǎo)電率約為26﹪，鈹銅可大達(dá)40﹪）,是下降觸摸電阻最有用的方法。
端子材質(zhì)選擇的基本要求：
導(dǎo)電性－高導(dǎo)電率、低電阻率，下降觸摸電阻；
延展性-有助于端子成型；
硬度-前進(jìn)機(jī)械磨損才能及增大觸摸面積，減小觸摸電阻；
降伏強(qiáng)度-屈從強(qiáng)度，在機(jī)械與材質(zhì)科學(xué)的界說是材質(zhì)開端發(fā)生塑性變形(永久變形)的應(yīng)力值，在彈性范圍內(nèi)有大的位移；
彈性模數(shù)-較高的彈性模數(shù)外表膜簡略損壞，有利于下降外表膜觸摸電阻，較低的彈性模數(shù)則可增大彈性變形的觸摸面積；
應(yīng)力松懈-端子長時(shí)間受力或高溫，反抗負(fù)載才能仍能保持；
硬度(Hardness)－減少端子金屬的磨損。
觸摸件插拔力規(guī)劃
在影響觸摸電阻的要素中，觸摸壓力的影響最大，但觸摸壓力一般是無法測量的。
觸摸件在刺進(jìn)和拔出時(shí)為打敗彈性觸摸發(fā)生的阻力所需求的力，稱為觸摸件刺進(jìn)力和拔出力，依據(jù)胡克定律，當(dāng)觸摸壓力越大，為打敗彈性觸摸發(fā)生的阻力所需求的力也越大，也便是插拔力越大，因而從某種意義上來說插拔力便是在彈性觸摸件正壓力效果下，觸摸件間發(fā)生的摩擦力。
插拔力在必定區(qū)間改動(dòng)時(shí)，觸摸電阻的改動(dòng)較明顯，除此之外的區(qū)域，觸摸電阻的改動(dòng)相對(duì)鈍化，即使插拔力添加許多，觸摸電阻也并未明顯減小。從經(jīng)濟(jì)性視點(diǎn)考慮，逾越必定極限，再要求經(jīng)過增大插拔力來減小觸摸電阻，沒有實(shí)際意義。所以，為減小觸摸電阻，不該僅從插拔力去考慮。
觸摸件的觸摸壓力
觸摸壓力是互相觸摸的外表發(fā)生并垂直于觸摸外表的力，影響著電觸摸功能，
由于機(jī)械或環(huán)境應(yīng)力而使正壓力削減，會(huì)引起觸摸電阻的添加，若超出規(guī)則值將引起電路失效。
在連接器smart化的趨勢下，觸摸壓力的規(guī)劃必須非常精準(zhǔn)。
堅(jiān)持力太大的缺陷：
(1)添加端子刺進(jìn)力，易構(gòu)成端子變形；
(2)添加housing內(nèi)應(yīng)力，易構(gòu)成housing變形。
堅(jiān)持力太小的缺陷：
(1)觸摸壓力不夠，構(gòu)成觸摸電阻大，觸摸不良；
(2)端子易松脫。
下圖為觸摸壓力與觸摸電阻的改動(dòng)剖析
汽車連接器絕緣失效剖析及牢靠性規(guī)劃
絕緣電阻是指在汽車連接器的絕緣部分施加電壓，從而使絕緣部分的外表或內(nèi)部發(fā)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。即絕緣電阻（MΩ）=加在絕緣體上的電壓（V）/泄露電流（μA）。經(jīng)過絕緣電阻查驗(yàn)承認(rèn)連接器的絕緣功用能否契合電路規(guī)劃的要求或飽嘗高溫、濕潤等環(huán)境應(yīng)力時(shí)，其絕緣電阻是否契合有關(guān)技術(shù)條件的規(guī)矩。絕緣電阻是規(guī)劃高阻抗電路的限制要素。絕緣電阻低，意味著漏電流大，這將損壞電路的正常作業(yè)。例如構(gòu)成反饋回路，過大的漏電流所發(fā)生的熱和直流電解，將使絕緣損壞或使連接器的電功用變劣。
1)絕緣材質(zhì)規(guī)劃電連接器時(shí)選用何種絕緣材質(zhì)非常重要,它往往影響隨后產(chǎn)品的絕緣電阻能否安穩(wěn)合格。如某廠原運(yùn)用醋醛玻纖塑料和增強(qiáng)尼龍等材質(zhì)制作絕緣體，這些材質(zhì)內(nèi)含極性基因，吸濕性大，在常溫下絕緣功用可滿足產(chǎn)品要求，而在高溫濕潤下絕緣功用不合格。后選用特種工程塑料PES（聚苯醚砜）材質(zhì)，產(chǎn)品經(jīng)200℃1000h和240h濕潤試驗(yàn)，絕緣電阻改變較小，仍在105MΩ以上，無反常改變。2)密封不良干區(qū)里面的電子電器和線束遭到高溫/高濕以及化學(xué)品/塵土影響較小，濕區(qū)剛好相反，假設(shè)密封不良，或許導(dǎo)致電器和線束進(jìn)水，引起內(nèi)部電路短路/腐蝕等，直接導(dǎo)致功用失效，這就需求線束的連接器插接件做好密封保護(hù)
密封結(jié)構(gòu)規(guī)劃不合理：
a、密封膠圈壓縮量缺少，線束平順設(shè)備密封無問題，折彎后密封失效；
b、耐老化功能及機(jī)械功能差，長時(shí)間運(yùn)用老化開裂，導(dǎo)致密封失效，密封結(jié)構(gòu)規(guī)劃時(shí)優(yōu)先選用徑向密封結(jié)構(gòu)；
c、凝露：
連接器內(nèi)部由于作業(yè)時(shí)發(fā)熱內(nèi)部空氣含水量高，停止作業(yè)后靜置由于溫差導(dǎo)致空氣中的水剖析出在低溫外表，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣失效，特別是發(fā)熱部件連接器，如驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接器；
空氣首要由干空氣、水汽、塵土組成。一般濕度是指空氣中水蒸氣的含量，飽滿濕度是單位體積的空氣在必定溫度條件下所能包括的水汽量的最大極限；
飽滿濕度與空氣溫度有關(guān)，溫度越高，所含水分越多。30%～60%的相對(duì)濕度是對(duì)于一般電氣設(shè)備比較適宜的。假如堅(jiān)持空氣絕對(duì)濕度不變，降低空氣溫度，溫度降低到必定值時(shí)空氣中濕度會(huì)抵達(dá)飽滿，繼續(xù)降溫，空氣中水分就會(huì)分出，這種有液態(tài)水分出的現(xiàn)象稱為“凝露”。露點(diǎn)溫度是含濕量和大氣壓力堅(jiān)持不變的前提下能使空氣相對(duì)濕度抵達(dá)100%的溫度。
試驗(yàn)室條件下的凝露現(xiàn)象首要包括兩種狀況。一種是呈現(xiàn)在升溫階段，升溫過程中殼體外表溫度低于環(huán)境溫度，殼體外外表的空氣遇到低于露點(diǎn)溫度的產(chǎn)品外表時(shí)，水氣會(huì)凝結(jié)在殼體外壁，構(gòu)成凝露。
另一種是呈現(xiàn)在降溫階段，外部環(huán)境先降溫，所以殼體內(nèi)壁比內(nèi)部空氣溫度低，假如殼體內(nèi)壁溫度抵達(dá)內(nèi)部空氣的露點(diǎn)溫度，殼體內(nèi)壁就會(huì)構(gòu)成凝露。
我們要處理的凝露問題首要是第二種，防止內(nèi)壁發(fā)生凝露影響內(nèi)部電氣元件功能。凝露是溫度與濕度一起效果的成果，環(huán)境濕度高，氣候溫差大，簡略發(fā)生凝露；
我國地域廣闊，氣候差異巨大，在濱海環(huán)境濕度大，西北地區(qū)溫差變化大，此類區(qū)域一般更易發(fā)生凝露。
在金屬外表涂覆硅膠干燥劑涂層后，當(dāng)金屬外表溫度低于露點(diǎn)溫度有水分分出時(shí)，首要被吸附到金屬外表涂層中，吸附飽滿后才會(huì)呈現(xiàn)凝露。所以在金屬外表涂覆硅膠涂層，在必定時(shí)刻內(nèi)可有用延緩凝露的發(fā)生，但并不能抵達(dá)除濕的目的，且添加了加工和保護(hù)本錢還有便是加裝透氣閥。
d、虹吸：
連接器等電子元件進(jìn)水首要有兩個(gè)途徑，第一是外部的液體靠地心重力滲透進(jìn)入其內(nèi)部，比如沒有密封圈的連接器，或水分從線束內(nèi)部連接點(diǎn)(比如沒有保護(hù)的焊點(diǎn)/壓接點(diǎn)/搭鐵點(diǎn))進(jìn)入；這兒強(qiáng)調(diào)下“虹吸”這個(gè)詞，由于一般電器在作業(yè)時(shí)有必定溫度，內(nèi)部空氣構(gòu)成必定壓力，當(dāng)停止作業(yè)后，溫度下降，內(nèi)部壓力也小了，這時(shí)會(huì)構(gòu)成氣壓差，假如連接器密封不良，水汽會(huì)順著多股銅線間的空隙進(jìn)入內(nèi)部，導(dǎo)致功用失效。
下圖為變速箱油冷卻閥N509插頭滲防凍液，防凍液沿N509插頭（1）號(hào)線進(jìn)入變速器電腦J217插頭（7）號(hào)導(dǎo)致故障（液體虹吸現(xiàn)象）
3)高溫高溫會(huì)損壞絕緣材質(zhì)，引起絕緣電阻和耐壓功能下降，對(duì)金屬殼體，高溫可使觸摸件失掉彈性，加快氧化和發(fā)生鍍層蛻變。如按GJB598出產(chǎn)的耐環(huán)境快速別離電連接器系列2產(chǎn)品，絕緣電阻規(guī)則25℃時(shí)應(yīng)不小于5000MΩ，而高溫200℃時(shí)，則下降至不小于500MΩ，電聯(lián)接規(guī)劃考慮載流溫升，作業(yè)狀況下不逾越絕緣材質(zhì)的額定作業(yè)溫度。4)濕度濕潤環(huán)境引起水蒸氣在絕緣體外表的吸收和分散，簡略使絕緣電阻下降到MΩ級(jí)以下。長時(shí)間處于高溫環(huán)境下會(huì)引起絕緣體物理變形、分化、逸出生成物，發(fā)生呼吸效應(yīng)及電解腐蝕及裂紋。如按GJB汽車81出產(chǎn)的帶狀電纜電連接器，標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的絕緣電阻值應(yīng)不小于5000MΩ，而經(jīng)相對(duì)濕度為90%～95%，溫度為40±2℃96h溫?zé)嵩囼?yàn)后的絕緣電阻降至不小于1000MΩ。5)污損絕緣體內(nèi)部和外表的潔凈度對(duì)絕緣電阻影響很大，由于注塑絕緣體用的粉料或膠接上、下絕緣設(shè)備板的膠猜中混有雜質(zhì)，或由于多次插拔磨損殘留金屬屑及端接錫焊時(shí)焊劑殘留進(jìn)入絕緣體外表，都會(huì)明顯下降絕緣電阻。如某廠出產(chǎn)的圓形電連接器在制品交收試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)產(chǎn)品觸摸件之間的絕緣電阻很低，僅20MΩ不合格，后經(jīng)解剖剖析發(fā)現(xiàn)其原因是由于注塑絕緣體用的粉猜中混有雜質(zhì)，后只得將該批產(chǎn)品悉數(shù)作廢。6)電氣空隙電連接器的觸摸對(duì)由絕緣設(shè)備板固定其彼此位置，觸摸對(duì)之間，觸摸對(duì)與外殼之間由絕緣板和空氣隙組成，絕緣板的抗電強(qiáng)度一般比空氣隙高，因而在正常條件和低氣壓條件下，電擊穿一般首要發(fā)生在空氣隙中，特別在尖角棱邊處空氣隙被擊穿發(fā)生飛弧由于電弧，的高溫將鄰近的絕緣材質(zhì)外表燒焦碳化而短路，構(gòu)成絕緣失效。
