连接器与电线电缆连接的设计

Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com连接器设计培训系列连接器设计培训系列连接器与电线电缆连接的设计连接器与电线电缆连接的设计机械式永久连接的要求机械式永久连接的要求电线电缆结构及功能电线电缆结构及功能电线电缆工艺原理电线电缆工艺原理电缆类型电缆类型卷曲卷曲(crimp)(crimp)连接连接卷曲端子和工装实例设计卷曲端子和工装实例设计绝缘位移连接绝缘位移连接(IDC)(IDC)数据,案例,图片,图示培训时提供Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com有分离界面必定有永久连接需求永久连接没有插拔次数要求和插入力限制两类永久连接方式:机械式和冶炼式(metallurgic)机械式:接线-卷曲(crimp),IDC;接PCB-过盈配合,绕线.机械式连接的作用原理：冷焊和回弹力冶炼式：钎焊(solder),银焊(braze),焊接（weld）机械式永久连接的要求机械式永久连接的要求------相当于电线电缆的延伸相当于电线电缆的延伸足够的接触面积------不小于被连接导体的截面积不小于被连接导体的截面积当正向力较小时，接触电阻主要取决于正向力，当正向力较大时，接触电阻主要取决当正向力较小时，接触电阻主要取决于正向力，当正向力较大时，接触电阻主要取决于接触面积于接触面积接触电阻应与被连接长度的导体有相同的数量级接触电阻应与被连接长度的导体有相同的数量级接触面积不小于被连接导体的截面积接触面积不小于被连接导体的截面积——对被连接导体来说不存在收缩电流对被连接导体来说不存在收缩电流气密性接触界面------保证界面不被腐蚀保证界面不被腐蚀机械稳定性------要求能承受一定应力载荷要求能承受一定应力载荷,,决定于具体设计决定于具体设计(e.g.(e.g.应变保护特征）应变保护特征）控制变形较大变形产生较大接触面积较大变形产生较大接触面积较大变形削弱机械强度较大变形削弱机械强度(e.g.(e.g.卷曲连接的导线卷曲连接的导线))机械式永久连接的要求机械式永久连接的要求Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com连接方式1.端子压接Crimping2.缠绕Wrapping3.绝缘层刺破IDC4.焊接Soldering5.其他:Twist,Screw,Weld电线电缆连接方式IDCCrimpingWrappingSolderingEncnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com接触电阻的分析接触电阻的分析Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com接触电阻的计算接触电阻的计算Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com被连接导体不存在收缩电流被连接导体不存在收缩电流小导体不存在电流受限情况D是小导体直径，实现最小接触电阻Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com电线电缆结构及功能电线电缆结构及功能电线:带绝缘或不带绝缘的导体电缆:带有机械保护护层和/或电磁波屏蔽层的一根或多根电线集合体导体：绝缘层:屏蔽层:电线电缆性能温度对电阻的影响电线电缆的载流能力(ampacity)抗拉强度,铜导体按70N/平方毫米,铝导体按5270N/平方毫米设计Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com电线电缆导体电线电缆导体定义:电线电缆中的导电部分，导体包括：a)实心导体——由单根圆形截面的金属线构成；b)绞合导体——由若干根圆形截面,没有绝缘层的金属线经同心层式绞合或束绞在一起构成.材料:导体材料的选择基于导电性,机械强度,制造工艺性,成本,重量.具体应用要求决定哪些是主导因素铜导体:大小上限-缺乏柔软性;大小下限-机械强度.质别(temper)影响机械强度,导电性,柔韧性.铜导体抗拉性能铜合金:改善机械性能,导电性降低铝导体:----铜包钢:改善机械性能,导电性降低铜包铝:减轻重量导体电镀:锡:防腐蚀保护-尤其在高温施敷绝缘层时;防绝缘层与导体反应;改善焊接性能;改善机械连接性能;增加成本(相对未镀);在高频场合电阻增加(趋肤效应)银:防腐蚀保护-尤其在高温施敷绝缘层时;防绝缘层与导体反应;增加成本(相对未镀);高频场合电阻降低(趋肤效应)Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com铜导体抗拉性能铜导体抗拉性能Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com铜合金导体铜合金导体机械性能导电性能数据(比较)Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com铝导体铝导体优点:比重轻,导电性尚可缺点:连接(termination)性能不佳表面生成极难去除的氧化膜阻碍锡与铝形成金属间化合物,焊接性能(solderability)不好阻碍金属/金属界面形成,机械连接性能不好抗蠕变性能不好界面需弹性支撑低疲劳强度弯曲性能寿命不好主要应用于重载线缆(有些场合需钢材线芯加强强度,e.g.高架电缆)Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com电线电缆导体电线电缆导体导体电镀:镍:防腐蚀保护-尤其在高温施敷绝缘层时;防绝缘层与导体反应;高达250°的防氧化性能;焊接性能不佳;机械连接性能不如锡;增加成本(相对未镀);在高频场合电阻增加(趋肤效应);带磁性,高频性能不好导体涂层方式:TinnedorHeavyTinnedcoatingscanbeappliedbyeitherahotdiporelectroplatingprocess.Toqualifyas“tinned”40microinches(1micrometer)oftinmustremainoneachstrand.Tinnedconductorsarelowincostbutsometimesrequiretheadditionalstepoftwistingandsolderdippingafterstrippingoftheinsulationandpriortotermination.Tobeconsidered“heavytinned”100microinches(2.5microns)oftinmustremainoneachstrand.Heavytinnedconductorscanbeusedwithautomaticstrippingequipment.Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com电线电缆导体电线电缆导体导体涂层方式:PrefusedorPrebondedisamethodinwhichtheheavytinnedtwistedstrandsofacopperconductorarefusedtogetherbyheating.Asaresult,nospecialequipmentisrequiredbythewireusertobondthestrandsoftheconductorafterstrippingtheinsulation.Itislessflexiblethanothertypes,isrestrictedto16through26AWGandisnotavailableinbunchedconstructions.Overcoatedconductoriscomposedoftinnedcopperstrandstwistedtogetherfollowedbyanoveralltincoating.Theindividualcopperstrandsarebondedalongtheirentirelength.Overcoatedconductorshavemanyofthesameadvantages(anddisadvantages)ofprefusedandareavailableinallconductorstrandings,includingbunched.Topcoatedconductorsarecomposedofbarecopperstrandstwistedtogetherandwhicharethengivenanover-allcoatingofmetal,typicallytin.Topcoatedconductorsaresimilarincharacteristicstoovercoatedbutarelessexpensive.Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com电线电缆导体电线电缆导体外径规格：导体结构:实心导体：优势:更低的电阻率,更低的成本，较好的散热能力,较好的导电能力劣势:较差的柔韧性和弯曲性能,较差的剥线性能(易划伤),缺口敏感性较高绞合导体：就是将若干相同直径的铜(或铝,或铝合金线等其它类型的)单线,按一定方向和一定规则绞合在一起成为整体,即所谓绞线.优势:较好的柔韧性和弯曲性能,程度决定于具体结构,较好的剥线性能,缺口不会扩展-局限于受损股线.制造绞线最基本的方法是“绞合”。绞合工艺是裸电线和绝缘电线电缆生产中的重要环节，而且这种绞合原理和方法还应用于电线电缆绝缘线芯的绞制和钢丝铠装。电线电缆生产中的绕包、编织等工艺与此也有密切关系。因此，绞合工艺是电线电缆生产技术中广泛应用的一项基本工艺.#364/0Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com电线电缆导体电线电缆导体绞线结构1）同心层绞这是绞线最基本的结构形式。构成绞线的单线是一层一层有秩序地绞合在绞线中心的周围，相邻绞层绞向相反。绞线中心可由单根或几根单线组成，最常见的是单根圆线。同心层绞又称为正规绞合，其优点是结构稳定，几何尺寸容易表达，缺点是材料利用系数低。同心绞层还有unilay和equilay的变异形式.2）束绞构成绞线的各根单线虽然也是绞合在绞线中心周围，但各单线的绞向都相同，很难分出层次，单线排列也不是很有秩序。这种结构常用于根数很多的细单线的绞合。用束绞方法制成的称为束线。束绞也称为束制或非正规绞合。其优点是柔软性好，材料利用系数高，缺点是结构不规正，几何尺寸不容易表达。3）同心复绞绞合形式与同心层绞相同，所不同的是以股线代替同心层绞中的单线。股线为同心层绞的绞线或束线。4）特种结构不属于上述三种的其他结构。Encnnenablesconnection!Encnnenablesconnection!www.encnn.comwww.encnn.com绞线结构绞线