摘? 要：

1.? 端子壓接效果對產(chǎn)品功能的影響方面：機械性能與電氣性能；

2. ?壓縮比和截面視覺檢測是作為端子壓接質(zhì)量好壞檢驗的主要標(biāo)準(zhǔn)；

3. ?材質(zhì)硬度與零件結(jié)構(gòu)是影響壓縮比和截面的主要兩個因素；

4. ?壓縮比定義的也會一定影響著壓接截面效果，兩者相互影響制約；

關(guān)鍵詞：端子壓接效果，截面，視覺檢測，壓縮比定義；

本文內(nèi)容僅作為純的理論學(xué)術(shù)性研究，而本人也僅從個人所學(xué)和所了解中的知識內(nèi)容，以盡量淺顯的道理，理論或者例子對影響壓接的幾個主要因素和需要掌握的知識內(nèi)容進(jìn)行闡述和解釋，方便大部分人能快速輕松的理解。其中也可能某些知識面的不足或者欠缺而導(dǎo)致的某些觀點或者結(jié)論上的不足與錯誤，希望更專業(yè)的人能出來指正，不勝感謝；

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背 景

線束行業(yè)中我們經(jīng)常會接觸到端子壓接工藝，也會有很多關(guān)于壓接上的工藝技術(shù)方面討論。而其中的壓接壓縮率（比）和截面就是經(jīng)常討論和研究的范疇：根據(jù)兩者的信息，確認(rèn)其壓接效果是否合適，確認(rèn)如何改善等等內(nèi)容。關(guān)于這方面的內(nèi)容，有著諸多的文章，資料和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行討論和說明，因此本文也就不再涉足：

但是，是否發(fā)現(xiàn)以下疑問：?

1. ?我們經(jīng)常提及和討論的壓縮比標(biāo)準(zhǔn) 70%~90%，這個范圍其實是比較大的；

2. 這個數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在很多行業(yè)或者企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有提及，卻沒有一個很詳細(xì)的說明和強行定義。為何？要解決以上疑問，就需要了解和掌握某些相關(guān)的信息。

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第一節(jié)：壓縮比的定義

如 VW60330 的定義公式可知:

η=S(總壓)/S(c+t)*100%??????????????????? 公式1

S(總壓)=Sc（壓)+St（壓)??????????????????? 公式2

S(c+t)=Sc+St ???????????????????????????????????? 公式 3

η：壓縮率/比；

Sc（壓)：壓接后的線纜導(dǎo)體截面積之和；

St（壓)：壓接后的端子截面積；?????

Sc：壓接前的線纜導(dǎo)體截面積之和；

St：壓接前的端子截面積；

在不同的標(biāo)準(zhǔn)中，壓縮比η的定義和表達(dá)的方式有所不同。比如 USCAR21 中的定義為壓縮前后的變化量與最初壓接前的比值。兩者的關(guān)系就是兩者之和等于壓接前的截面積。簡單地表達(dá)兩個標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，就如公式 4 一樣。因此兩者的核心理念是一致的；

η’=1- η---------------- 公式 4

而該標(biāo)準(zhǔn)也提及，好的壓接比時從 15%~20%開始；所以后續(xù)如果有人拿著 USCAR 的標(biāo)準(zhǔn)，說壓縮比要達(dá)到20%也是沒問題的，這就相當(dāng)于我們常說的壓縮比80%的標(biāo)準(zhǔn)。

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第二節(jié)：壓縮比的各參數(shù)涵義

1. 截面積是針對所有壓接部位的導(dǎo)體部分：如圖 1 這樣的帶膠套的端子壓接，在考慮時就不能考慮其膠套部分：

2.導(dǎo)體部分是包含所有在這個壓接點上的導(dǎo)體：?

2.1 并線壓接時，需要計算所有壓接在一起的線纜導(dǎo)體的，而不是只考慮其中一根/款；

2.2? 有時候會遇到端子與線纜不匹配的情況，為了避免其導(dǎo)致的端子保持力不足，實行的一系列的辦法：額外增加銅絲；導(dǎo)體對折后壓接；單獨再加一股合適的導(dǎo)體等。如圖（3）所示。此時增加的部分是必須要考慮在其中，而這些情況，計算時卻經(jīng)常被忽略。

第三節(jié)：壓接材料

當(dāng)前市場行業(yè)中，常見的線纜導(dǎo)體為銅，鋁，以及合金（如銅鋁合金等），而端子的材料主要以磷銅，黃銅,紫銅和鋁為主；材料的變形與以下兩個主要因素有關(guān)：硬度與結(jié)構(gòu)；

3.1 材料硬度：眾所周知，在其他條件一樣的前提下，硬度較軟的會先開始變形，而且其變形量會更大。同理如果兩者材料硬度接近，那么變形量也會差不多。此時的公式2中S(總壓)=Sc（壓)+St（壓)=2Sc（壓）=2St（壓)。所以我可得到：

Sc（壓)=K*Sc?

St（壓)=K*St

K:壓縮率，取值為 0~1；?

此時公式 1 的壓縮比η=K，兩款物料的各自壓縮比就同時分別和總壓縮比時一樣的。

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3.2 ? 零件結(jié)構(gòu)：在微觀上來看，銅絲就是圓型，而端子就是面（可以為平面，也可以為弧面）。兩者開始接觸變形時，在截面方向來看，銅絲受力就是一個點，而端子就是一根線?，F(xiàn)實中的銅絲會因為材質(zhì)的原因優(yōu)先開始變形，而且剛開始的變形量會大于端子。隨著擠壓變形的增加，銅絲之間以及銅絲與端子之間的接觸面會逐漸增大，則其接觸面的壓強開始逐漸減小，銅絲內(nèi)部之間以及銅絲和端子之間的間隙也開始逐漸減小。理論空間上有 6 個面可供材料在擠壓時進(jìn)行塑性形變流體進(jìn)行擴散，而上下左右被刀片和模具包圍后，就只剩下沿著線纜軸向的前后兩個面開始擴散。因此，當(dāng)壓接處內(nèi)部間隙仍未完全排除殆盡時，應(yīng)力在這幾個面上相互擠壓作用。直至內(nèi)部間隙被完全擠壓殆盡。當(dāng)多股銅絲就基本被擠壓變成了一股，如再繼續(xù)受力，則所有的流體就都會沿著線纜軸向擠出，從而使截面積減少；

第四節(jié)：相互關(guān)系

了解和掌握了以上基本信息前提之后，才能討論壓縮比，變形，截面積，材料，壓接質(zhì)量，電氣性能與機械性能等之間的相互關(guān)系。

在很多標(biāo)準(zhǔn)中，壓接之后的截面積上不能有孔洞間隙。其原因如下：?

1. 電流的流動方向的。如果按照線束產(chǎn)品方向來看，電流就是從線端部傳至壓接點，再至端子上，最后到達(dá)終點。因此，在壓接處的電流傳輸方向也就不是簡單的直線式，而是”Z”型的折線式，如圖 4 中的 I1→I2→I3 流動方向：

而壓接處的端子與線纜導(dǎo)體的變化也就決定了產(chǎn)品的電氣特性：

a. ?壓接前:端子和線纜導(dǎo)體處于開路狀態(tài)，此時無電流通過；?

b.?壓接時：當(dāng)線纜導(dǎo)體與端子內(nèi)側(cè)開始接觸，并開始變形時，此時線纜導(dǎo)體中單根導(dǎo)體之間以及導(dǎo)體與端子之間有間隙。由于是低頻大電流，因此電流會從核心通過最近的路線向四周通過導(dǎo)體接觸面開始傳輸，如圖 6中的I2-1→I2-2→I2-3路線。由于此時的導(dǎo)體之間的接觸面還未完全，也就是電路寬度還不是最大狀態(tài)（如圖 6 中的藍(lán)色線段）。此時的系統(tǒng)最薄弱點就是這些藍(lán)色的接觸面：電阻最大，承載電流最小。但是隨著接觸面變大（藍(lán)色線段邊長），其系統(tǒng)中能符合電流的電路寬度也在逐漸加大，因此此時的承載電流會逐漸隨著接觸面的變大而變大；所以壓接有間隙時，其電路寬度未達(dá)到最大，則承載電流就會降低，在過相同的電流下，其溫升就會更高一些；

c. ?壓接完：理論上此時，剛好內(nèi)部的間隙全部都排空了，電流 I2 可以通過任意途徑傳向端子，此時的電路截面寬度已經(jīng)達(dá)到最大值，所以其對應(yīng)的承載電流也最大；?

d. ?過壓接：當(dāng)壓接的截面再繼續(xù)壓接縮小時，則系統(tǒng)的電阻就增加了，此時的最大承載電流能力就開始回落。

2.而同時的機械性能，截面的間隙和面積依然如此：端子與導(dǎo)體的保持力如公式5 所示。

F：端子保持力；

f(c)：端子與銅絲的摩擦力；

Fb：線纜導(dǎo)體的拉斷力；

備注：力是有方向性的；

摩擦力 f：兩表面之間的摩擦力與正向壓力成正比。摩擦系數(shù)由滑動面的性質(zhì)、粗糙度和（可能存在的）潤滑劑所決定?；瑒用嬖酱植?，摩擦系數(shù)越大。物體間的摩擦系數(shù)分為兩種，一種是滑動摩擦系數(shù)， 另一種為最大靜摩擦力系數(shù)，在數(shù)值上，后者略大于前者。因此接觸面越大，其對應(yīng)的摩擦力也就越大， 那么端子與線纜之間的保持力也就越大。因此為了確保端子的穩(wěn)定性，盡量不能讓壓接面上有間隙；

材料的抗拉強度σ是金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力，表示材料經(jīng)過屈服階段后進(jìn)入強化階段后隨著橫向截面尺寸明顯縮小在拉斷時所承受的最大力（Fb）），所以也稱為抗拉強度或者強度極限（σb），單位為 N/mm2（MPa）。因此不同的材料，σ也是不同的，其公式（6）如下：

σ=Fb/So---------------- 公式 6?

σ：抗拉強度；?

Fb--試樣拉斷時所承受的最大力，N（牛頓）；

So--試樣原始橫截面積，mm2

所以導(dǎo)體在拉力變形時，截面積 So 越小，那么所承受的拉力 Fb 當(dāng)然也就越??；通過以上原理，我們可以知悉，壓接過程中的機械和電氣性能變化如下：

1. 未壓接時，截面積So最大，電氣性能最差：導(dǎo)體間剛開始相互接觸，導(dǎo)通電阻最大，承載電流能力最小，同時端子保持力的機械性能也最差；

2. 壓接時間隙減少，隨著導(dǎo)體的接觸面逐漸增加，壓接處的導(dǎo)通電阻減少，雖然壓接截面So的減小會降低其承載電流，但是總的承載電流能力依然增加。此時端子與導(dǎo)體的摩擦力 f(c)增加，但是同時導(dǎo)體的抗拉斷力Fb 也在逐漸減??；此時 f(c)≤Fb，其機械性能是增加的；直至 f(c)=Fb 時 F 達(dá)到最大值；此時的失效模式是導(dǎo)線被整體從端子上拉脫；

3. 當(dāng)承載電流能力達(dá)到最大值時，（此時的間隙可能為零，也可能不一定為零），再繼續(xù)加壓，直到間隙完全消失時，此時的端子保持力也達(dá)到最大，此時的電氣性能可能也是最大，也可能早已開始下降了；

4. ?再進(jìn)行過度壓接時，So繼續(xù)變小，截面積的承載電流能力降低大于導(dǎo)體間電路增加時的承載電流能力，此時電氣性能繼續(xù)下降；同時 Fb也急劇減小，當(dāng)Fb