◎中國運載火箭技術(shù)研究院物流中心 么東閣等

電連接器質(zhì)量技術(shù)準則建設(shè)與實踐

◎中國運載火箭技術(shù)研究院物流中心 么東閣等*

通過對2011～2015年中國運載火箭技術(shù)研究院型號元器件質(zhì)量問題進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)電連接器質(zhì)量問題占元器件質(zhì)量問題總數(shù)的30%。因此，物流中心對近年來發(fā)生的典型電連接器質(zhì)量問題進行深入分析，總結(jié)提煉了電連接器在設(shè)計、生產(chǎn)、檢驗、工藝、驗收、使用等全流程的技術(shù)準則，制定了國產(chǎn)電連接器補充技術(shù)要求，以從產(chǎn)品源頭控制電連接器質(zhì)量問題。

電連接器是在器件與器件、組件與組件、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間進行電器連接和信號傳遞，構(gòu)成一個完整型號系統(tǒng)所必須的基礎(chǔ)元件，在航天器及武器裝備中應(yīng)用十分廣泛。筆者通過對2011~2015年中國運載火箭技術(shù)研究院型號元器件質(zhì)量問題進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)電連接器質(zhì)量問題占元器件質(zhì)量問題總數(shù)的30%，是型號電子元器件失效的重災(zāi)區(qū)，特別是靶場質(zhì)量問題時有發(fā)生，對型號的研制生產(chǎn)造成重大影響。因此，中國運載火箭技術(shù)研究院物流中心對近年來發(fā)生的典型電連接器質(zhì)量問題進行深入分析，對問題產(chǎn)生的原因、機理進行深入挖掘，總結(jié)提煉了電連接器在設(shè)計、生產(chǎn)、檢驗、工藝、驗收、使用等全流程的技術(shù)準則，制定了國產(chǎn)電連接器補充技術(shù)要求。

一、電連接器質(zhì)量問題分析

研究院型號用電連接器的主要使用類型有低頻圓形電連接器、低頻矩形電連接器、印制板電連接器、分離脫落電連接器、射頻電連接器等。低頻圓形或矩形電連接器主要安裝于機柜、機殼，用于實現(xiàn)型號各分系統(tǒng)或各單機之間的電器連接；印制板電連接器主要用于印制板間或印制板與外部的電器連接；分離脫落電連接器主要用于型號彈（箭）體與地面或彈（箭）體各級之間的電器連接；射頻電連接器主要用于各種需要射頻信號傳輸?shù)膱龊稀?/p>

為了進一步了解電連接器失效情況，筆者從發(fā)生時間、研制單位、器件類別幾個方面對電連接器失效問題進行了分析，見表1。

2014年和2015年電連接器失效數(shù)為24項，占近5年總失效數(shù)的61.5%，有明顯的增長趨勢；按研制單位來統(tǒng)計，電連接器的失效主要集中在A廠和D廠，達到81.9%，其中A廠在訂貨量僅占30.76%的情況下失效電連接器的比例達到58.9%；從失效電連接器類別統(tǒng)計數(shù)據(jù)可看出，型號選用分離脫落電連接器的絕對數(shù)量很少，大約只占型號電連接器總數(shù)的1.2%，但是失效數(shù)卻占電連接器失效總數(shù)的38.5%，其失效率約是其它電連接器平均失效水平的50倍；從失效原因統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，電連接器生產(chǎn)過程控制不嚴、工藝不完善導致的失效數(shù)最多，共25項，占失效總數(shù)的64.1%。

二、防控措施

上述問題暴露出在設(shè)計、生產(chǎn)、檢驗、工藝等環(huán)節(jié)對產(chǎn)品質(zhì)量控制存在薄弱環(huán)節(jié)，從側(cè)面反應(yīng)了對這些環(huán)節(jié)進行質(zhì)量控制的必要性。因此，物流中心全過程對質(zhì)量控制提出相應(yīng)治理措施，進而形成國產(chǎn)電連接器補充技術(shù)要求，以從產(chǎn)品源頭控制電連接器質(zhì)量問題。

1.設(shè)計方面

在產(chǎn)品設(shè)計初期從電連接器設(shè)計過程、生產(chǎn)過程及質(zhì)量驗證3個方面識別關(guān)鍵風險點和控制點，提出加嚴控制和驗收要求，并落實到設(shè)計文件中。具體要求如下：

在設(shè)計文件中應(yīng)對有無多余物的技術(shù)準則進行審查，對不利于預(yù)防多余物的設(shè)計結(jié)構(gòu)進行修改，同時明確規(guī)定產(chǎn)品的生產(chǎn)條件和環(huán)境要求；在電連接器內(nèi)部禁用異種硬度偏差較大材料，以避免軟硬不匹配產(chǎn)生切屑導致電連接器短路失效，禁止分離脫落電連接器連接機構(gòu)的螺套固定使用502膠；在結(jié)構(gòu)設(shè)計中對引線焊點等易損傷部位采取保護措施，避免其在運輸和使用過程中出現(xiàn)損傷，形成多余物；工藝人員在會簽設(shè)計文件時，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)應(yīng)不易生成多余物或生成多余物后易排除，尤其對可能產(chǎn)生多余物，但又不能改進產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)構(gòu)，必須制定可靠的控制措施；設(shè)計中應(yīng)對極限公差情況下的尺寸鏈配合進行計算，并確保產(chǎn)品的插合功能實現(xiàn)；分離脫落電連接器接觸件（額定電流5A及5A以下的低頻接觸件）應(yīng)采用簧爪式、線簧式或絞線式等低插拔力接觸件；電連接器屏蔽簧片的安裝應(yīng)避免用單點固定結(jié)構(gòu)。

表1 電連接器失效問題統(tǒng)計表

2.工藝方面

工藝人員在編制工藝文件時應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品特點明確規(guī)定控制質(zhì)量的方法及檢驗要求，裝配工藝根據(jù)工序制定質(zhì)量控制的方法，尤其對關(guān)鍵工序要規(guī)定控制質(zhì)量問題的操作方法及多媒體記錄要求。針對有可能產(chǎn)生問題的工序編寫預(yù)防、控制和檢驗的實施細則。關(guān)鍵工序執(zhí)行雙崗及三崗工作制。工藝文件中要明確規(guī)定待裝配零、部、組件不允許有毛刺、尖角，表面涂層不應(yīng)銹蝕、脫皮，孔中不能夾雜金屬屑等要求。具體措施包括以下幾個方面：

電連接器組裝前應(yīng)對接觸件進行100%插拔力測試，對屏蔽簧片安裝工序進行專檢或100%互檢，分離脫落電連接器組裝完成后進行導向機構(gòu)等關(guān)鍵部件的位置檢測（可采用檢測規(guī)）；制定并修正易產(chǎn)生多余物零件的工藝文件，明確去除毛刺等多余物的專用刀、夾具及操作方法和要求，在工藝文件中規(guī)定多余物的檢驗工序，規(guī)定所有必要的檢查點，并明確檢驗要求，如分離脫離電連接器100%制定機械去毛刺方案；對于帶有屏蔽簧片結(jié)構(gòu)的電連接器DPA中進行屏蔽簧片安裝質(zhì)量檢查，內(nèi)部采用非活動式接觸件轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)的電連接器，生產(chǎn)過程或A組中需100%進行接觸電阻測試，分離脫落電連接器所使用的鋼球應(yīng)提供100%的渦流探傷檢查報告，除射頻電連接器外，每批插孔接觸件抽取20套進行插孔體與護套的結(jié)合力試驗，進行電連接器各零件去毛刺工序。

3.生產(chǎn)方面

零、部、組件的生產(chǎn)要嚴格按生產(chǎn)控制文件進行，遵守多余物控制的技術(shù)準則。報廢的產(chǎn)品要及時回收，經(jīng)檢驗人員確認核實后分區(qū)隔離保管，報廢的產(chǎn)品由檢驗人員特殊標記。

在生產(chǎn)區(qū)域?qū)嵭?S定置管理，生產(chǎn)現(xiàn)場結(jié)合產(chǎn)品特點規(guī)定廠房的溫度、濕度等環(huán)境要求；建立崗位責任制，操作人員應(yīng)持證上崗，未經(jīng)相關(guān)部門考核合格的人員不得上崗；完善機加工過程中首尾件和中間件的檢測要求，明確首件、尾件的檢測要求，明確中間件的檢測頻次，以及發(fā)現(xiàn)機加工異常后的處理要求，在生產(chǎn)關(guān)鍵工序設(shè)置專檢人員；完善作業(yè)指導書，明確產(chǎn)品裝配前的檢查要求，在產(chǎn)品裝配前對零件的外觀質(zhì)量進行檢查，同時在產(chǎn)品裝配完成后對產(chǎn)品外觀進行檢查。

4.質(zhì)量驗證方面

質(zhì)量驗證的具體防控措施包括：分離脫落電連接器應(yīng)完成滿裝機械應(yīng)力試驗；分離脫落電連接器以及產(chǎn)品中包含屏蔽簧片的電連接器應(yīng)進行20次連續(xù)插合—分離試驗；電連接器過程檢驗或A組檢驗要進行100%絕緣電阻測試；在產(chǎn)品下廠驗收過程中檢查所有具有量化指標的產(chǎn)品試驗數(shù)據(jù)以及關(guān)鍵工序過程檢驗記錄，分離脫落電連接器不允許代驗，除外觀輕微缺陷外，電連接器交收各試驗項目要求零失效。

三、取得的成果

由于電纜裝配應(yīng)力造成的電連接器插合、分離失效在航天型號上時有發(fā)生，為有效解決這一問題，物流中心制定了滿裝機械應(yīng)力試驗方法。試驗樣品按照航天電纜組裝件制作通用技術(shù)要求（QJ603A-2006）進行制作，樣品選用的安裝導線為該型號電連接器所用接觸件能夠焊接的最大直徑的導線，試驗時電連接器水平放置且尾端至少有50（±5）厘米的自由電纜，振動及沖擊試驗中電纜另一端固定在試驗臺之外，機械壽命試驗時電纜另一端不固定。

針對電連接器加工工藝、尺寸鏈超差及多余物問題，物流中心制定了分離脫落電連接器以及產(chǎn)品中包含屏蔽簧片的電連接器連續(xù)插合—分離試驗，通過該項試驗可有效剔除不合格品，大大提高產(chǎn)品的固有可靠性。試驗細則包括：插合—分離循環(huán)次數(shù)至少為20次；對于存在機械分離和電分離等多種分離方式的連接器，每種分離方式至少進行10次循環(huán)；可以采用相互配對的插頭與插座插合，也可以采用專用工裝插合；可手動進行試驗，也可采用半自動或自動試驗機進行試驗；交收檢驗中的試驗項目由物流中心指定人員操作；具體試驗方法應(yīng)符合GJB1217A-2009方法的要求。

針對設(shè)計不可靠、生產(chǎn)控制不當、關(guān)鍵工序檢驗抽檢、驗收把關(guān)不嚴、工藝不完善等原因?qū)е碌碾娺B接器質(zhì)量問題，中國運載火箭技術(shù)研究院物流中心制定了國產(chǎn)電連接器補充技術(shù)要求，從設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、檢驗、驗收、使用等環(huán)節(jié)全過程對質(zhì)量控制提出相應(yīng)量化治理措施，指導相關(guān)制造廠生產(chǎn)，提高電連接器的固有可靠性，如電連接器關(guān)鍵工序采用抽檢方式導致多次質(zhì)量問題，通過電連接器生產(chǎn)關(guān)鍵工序設(shè)置專檢、100%檢測及互檢加強對生產(chǎn)過程的控制，提高了產(chǎn)品固有可靠性。此外，物流中心在電連接器訂貨合同中將國產(chǎn)電連接器補充技術(shù)要求加入質(zhì)量附加條款中，并要求供方按要求落實相關(guān)工作，從而構(gòu)建起較為完善的電連接器質(zhì)量防控體系。

*其他作者：周康、官巖、董磊、蘇磊、達猛