汽車連接器接觸失效原因分析

(1)電接觸壓力不足。

通過連接器插針與插孔的接觸，插孔是一個(gè)彈性元件，其質(zhì)量對電氣連接的可靠性至關(guān)重要。當(dāng)插針插入插孔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彈性變形，進(jìn)而對插針產(chǎn)生接觸壓力。接觸壓力的不穩(wěn)定或降低會(huì)影響接觸電阻的不穩(wěn)定。在一定的振動(dòng)和沖擊應(yīng)力作用下，彈性原件會(huì)產(chǎn)生回彈性變形。如果振動(dòng)和沖擊應(yīng)力足夠大，動(dòng)作時(shí)間足夠長，就會(huì)造成瞬時(shí)斷路故障。插針插孔受到長期的作用力和反作用力，插孔的彈性元件逐漸產(chǎn)生永久變形，產(chǎn)生應(yīng)力疲勞松弛。特別是在觸點(diǎn)和環(huán)境溫度的作用下，插座會(huì)發(fā)生蠕變，接觸壓力降低，接觸電阻增大。

(2)接觸磨損。

插拔磨損：汽車連接器插拔時(shí)，在一定的接觸壓力下，插針與插孔會(huì)因相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生摩擦。在摩擦過程中，接觸面的光滑度會(huì)被破壞，幾何形狀會(huì)發(fā)生變化，刮擦、粘連，會(huì)產(chǎn)生磨屑，會(huì)轉(zhuǎn)移物質(zhì)，會(huì)產(chǎn)生熱量。隨著插拔次數(shù)的增加，插腳插座表面的電鍍金屬磨損，露出基底金屬，在周圍環(huán)境的作用下產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致接觸不良。接觸面的磨損程度與接觸壓力、接觸摩擦部分的表面光潔度、接觸面涂層的種類、硬度和質(zhì)量、接觸導(dǎo)向部分的圓角是否光滑、千斤頂接觸部分的幾何形狀等因素有關(guān)。在接觸壓力高、插針頭部與插孔接觸不良、接觸部位粗糙度高、涂層材料硬度低、涂層質(zhì)量差的條件下，接觸副磨損更嚴(yán)重。連接器的插接壽命短，接觸穩(wěn)定性差。

微動(dòng)磨損：微動(dòng)是發(fā)生在兩個(gè)表面微小振動(dòng)和相對運(yùn)動(dòng)的磨損現(xiàn)象，其振幅為1-100um。主要是熱脹冷縮和溫度循環(huán)引起的背景振動(dòng)造成的。由于汽車連接器在工作狀態(tài)下振動(dòng)和熱沖擊同時(shí)存在，微動(dòng)頻繁發(fā)生。如電連接器以5℃/h波動(dòng)，循環(huán)20次，插針(黃銅制)熱膨脹系數(shù)為2x10-5/℃,插針長度為5mm，其微振動(dòng)幅度可達(dá)5um。試驗(yàn)表明，這種微振動(dòng)達(dá)到上百萬次后，可能會(huì)嚴(yán)重影響電接觸的可靠性。比如汽車行駛5小時(shí)，振動(dòng)頻率為1000Hz，相當(dāng)于1800萬微振動(dòng)。

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1994年，美國的MichealBryant提出了以下微振動(dòng)失效模型，將失效分為7個(gè)階段。

(1)潔凈的微觀突起的接觸；

(2)微振動(dòng)使微突起接觸并暴露于腐蝕，形成腐蝕膜；

(3)微振動(dòng)的反向運(yùn)動(dòng)刮擦膜層，一部分落入谷中，一部分壓入接觸部分；

(4)一步中的微振動(dòng)使接觸部分再次暴露于腐蝕；

(5)微振動(dòng)運(yùn)動(dòng)引起微突起的塑性變形，并使腐蝕膜破裂，并使粉末和突起破碎金屬混合:

(6)微觀突起逐漸被鐵銹污染，接觸電阻增大；

(7)最后將生銹的邊角料填入“谷”，在兩個(gè)接觸面之間形成至少20nm厚的絕緣層，連接完全無效。

相比較而言，電子連接器在低電壓、小電流工作時(shí)，微動(dòng)時(shí)接觸到接觸面上的絕緣，對材料的傷害很大。但在大功率電源電路中，由于電氣沖擊，絕緣可能會(huì)被去除，從而對電路產(chǎn)生影響。

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審核編輯 黃昊宇