Контроль качества обжимки: почему высоты обжимки недостаточно
Обжимка — самое массовое соединение в кабельной сборке и самое частое место отказа. Соединение выглядит готовым сразу после опрессовки, а проявляется дефект через месяцы вибрации или термоциклирования. Поэтому обжимку контролируют не «на глаз», а измеряемыми параметрами.
Три стороны качества обжимки
Обжимное соединение оценивают по трём независимым свойствам, и хорошее значение одного не компенсирует плохое значение другого:
- Механическая прочность — выдержит ли соединение натяжение и вибрацию. Проверяется усилием вырыва.
- Электрические свойства — сопротивление перехода «жила — контакт», нагрев под током.
- Геометрия — высота и ширина обжимки, симметричность, положение жилы и изоляции в гильзе.
Высота обжимки: удобно, но недостаточно
Высота обжимки — единственный параметр, который можно мерить прямо в цеху микрометром на каждой партии, поэтому именно на него настраивают пресс и системы автоматического контроля. Проблема в том, что он неоднозначен.
По мере уменьшения высоты обжимки усилие вырыва растёт — жила сильнее уплотняется в гильзе. Но только до определённой точки: при дальнейшем уменьшении проволоки жилы начинают подрезаться, и усилие вырыва снова падает. Один и тот же результат замера соответствует и недообжатому, и переобжатому соединению.
Отсюда практическое следствие, о котором прямо предупреждают производители: значительная часть неудовлетворительных соединений имеет «правильную» высоту обжимки, и системы контроля, которые следят только за ней, пропускают брак.
Усилие вырыва
Испытание на вырыв — разрушающее: образец зажимают за провод и за контакт и растягивают до разрушения. Поэтому его выполняют выборочно: на первой детали после наладки пресса, при смене бухты провода или партии контактов, далее с установленной периодичностью.
Стандарт IPC/WHMA-A-620 задаёт минимальные значения по сечению провода. Для тонких проводов диапазона 18–28 AWG нижняя граница составляет 5 Н; для более толстых сечений требования выше.
Поперечный шлиф
Шлиф — единственный способ увидеть, что произошло внутри гильзы. Образец заливают, разрезают поперёк обжимки, шлифуют и рассматривают под микроскопом. На шлифе видно то, чего не показывают ни высота, ни усилие вырыва:
- распределение проволок жилы — уплотнены равномерно или сбились в одну сторону;
- пустоты между проволоками — очаги окисления и роста сопротивления;
- деформация гильзы, подрезанные проволоки;
- центральность обжимки — жила по центру гильзы или смещена.
Центральность обжимки проверяется именно шлифом: по внешнему виду и по высоте смещение не определяется.
Что нормирует IPC/WHMA-A-620
Стандарт «Requirements and Acceptance for Cable and Wire Harness Assemblies» — отраслевой документ по кабельным сборкам, разработанный совместно IPC и ассоциацией производителей жгутов WHMA. Для обжимки он задаёт критерии по геометрии соединения: высота обжимки, раструб (bellmouth), захват изоляции, видимость жилы.
Практическая ценность стандарта — в наглядности: более 700 цветных фотографий и иллюстраций показывают целевое, приемлемое и дефектное состояние каждого типа соединения. Это снимает спор о том, «нормально» ли выглядит конкретная обжимка: соединение либо соответствует иллюстрации своего класса, либо нет.
Три класса и что они значат для заказа
Требования различаются по классу изделия — их три:
- Класс 1 — электроника общего назначения, где главное требование — работоспособность.
- Класс 2 — изделия, от которых ждут длительной службы в штатных условиях. Наиболее частый выбор для промышленного оборудования.
- Класс 3 — высоконадёжные применения: авиация и космос, медицинская техника, военная электроника, где отказ недопустим.
Класс стоит определить до размещения заказа, а не после: он влияет на объём контроля, а значит и на стоимость и срок изготовления сборки.
Как это устроено у нас
ООО «ЗЭП «ФРАКСИС» контролирует обжимку по совокупности параметров: высота обжимки — на каждой наладке пресса и по ходу партии, усилие вырыва — выборочно по установленной периодичности, шлиф — при постановке нового типоразмера контакта и при разборе рекламаций. Требуемый класс контроля согласуется с заказчиком на этапе технического задания.