大线径电连接器锡焊工艺研究

大线径电连接器锡焊工艺研究

冷洁枫金旦丽 王力锋

（中车戚墅堰机车有限公司    江苏 常州 213011）

提  要：通过电连接器锡焊工艺研究，明确工具选择、工艺标准、质量要求。细化的操作规范有效提高连接器焊接质量。

关键词：大线径  电连接器  锡焊 

一、问题提出

HXN5B机车燃油泵系统质量提升后，原燃油泵中的控制器被移出，增加了独立的燃油泵电源控制盒，并采用焊接式连接器接线。操作员工按公司原有焊接方式进行焊接。首台双燃油泵改造机车在运用时，发生燃油泵连接器处烧损故障。经故障件检查分析后发现：连接器焊脚底部及线芯内部无锡、焊点外围锡存在气孔，因此判断该故障由连接器焊接质量不良引起。

二、原因分析

1、工具选用不当

公司原有连接器焊接只涉及0.75-2.5mm2导线，使用工具为20W尖头电烙铁，该款电烙铁通常用于集成电路、晶体管、受热易损元器件的焊接。燃油泵电源连接器导线线径达6mm2，首台机车改造时工艺人员未能及时识别差异点，致使操作者仍使用原有工具进行锡焊，焊接后连接器未能满足焊接质量要求，出现明显的虚焊，最终引起机车故障。

2、焊接工艺不明

公司原有连接器焊接导线线径较小，并未出现过6mm2导线的连接器焊接，因此公司没有相关工艺标准及要求，操作者仅凭经验进行实物操作，无法满足产品质量要求。

3、作业空间狭小

操作者在机车上焊接连接器时，需2名员工相互配合，一人负责固定连接器，一人负责焊接。现场作业空间狭小、工作环境差，焊接过程中两人的手不可避免的会发生抖动，继而造成焊点虚焊，影响焊接质量。

三、解决问题

1、工具选择

为了挑选出更适合6mm2导线连接器焊接用的电烙铁，对市场内不同规格的电烙铁进行了调查，初步选取了额定功率20W-60W、烙铁头为尖头、扁头型的几款电烙铁，做了一次对比性试验，具体规格包含：20W尖头型、30W尖头型、50W尖头型、50W扁头型、60W尖头型、60W扁头型。

经资料查询、实物检测后得知，额定功率20W-30W的电烙铁，烙铁头温度约能达到290-350℃，适用于受热易损元器件的焊接；额定功率50W-60W的电烙铁，烙铁头温度约能达到350-450℃，适用于需快速导热且受热不易损的元器件焊接。烙铁头形状的选择取决于焊接对象的形状需要，若焊接接触面小则选用尖头型烙铁头，若焊接接触面大则选用扁头型烙铁头。

使用不同工具对6mm2导线连接器进行焊接，对比实物状态发现：（1）使用20W-30W电烙铁焊接的连接器，焊锡无法融化至大线径导线内部，只能停留在铜芯表面，线芯剪开后内部仍呈松散状态，该情况俗称为焊接深度不够，不能满足技术要求；（2）使用尖头型烙铁头焊接的连接器，焊锡无法同时在导线表面融化，铜芯表面焊锡分布及其不均，该情况俗称为焊接广度不够，亦不能满足技术要求。

根据上述对比结果，考虑到燃油泵电源线连接器导线线径、焊接面积较大，为了使焊接位整体受热均匀，最终选用60W扁头型电烙铁进行6mm2导线连接器的焊接。

2、工艺要求

(1)工具、材料准备

工具：剥线钳、电烙铁。

材料：焊丝、阻焊剂（焊锡膏或松香）、热缩管。

(2)连接器准备

打开连接器前端，将电缆线束从连接器尾部穿过，固定连接器前端，以方便焊接。

(3)剥线

用剥线钳剥去导线绝缘层，使铜芯完全裸露，剥线长度约3mm，不得出现断股、飞丝。

(4)电缆搪锡

烙铁加热后，先将焊丝熔在烙铁头上，铜芯蘸取少量阻焊剂，将带锡的烙铁头压在电缆裸露铜芯上，调整电缆与烙铁头的位置，使焊锡融至铜芯内部，确保铜芯均匀的镀上锡层。镀锡后擦除多余的阻焊剂，铜芯表面应光滑，导线绝缘层完好。

(5)连接器搪锡

针脚内蘸取少量助焊剂，焊丝从电烙铁对面接触针插孔，在针插孔表面焊锡；当针脚上融锡量达到30%以上时，向上45°方向移开焊丝。焊锡融至针脚底部；注意不得损坏连接器内固定焊脚的绝缘层。（图1所示）

图1  搪锡                           图2 焊接

(6)焊接

根据电缆线号将电缆插入连接器相对应的针插孔内。电缆靠在插孔焊锡处，用烙铁头加热电缆与针插孔的连接处，时间大约为1～2秒钟。焊锡熔化浸润电缆和插孔插针的施焊部位以后，向上45°方向移开烙铁，待锡凝固后结束焊接。（图2所示）

(7)质量要求

锡点与锡点之间不能连锡，锡点上无气孔，无锡洞，锡点光滑无氧化物残留，焊接时不得烫坏电缆外皮及连接器。

3、简易工装

针对机车上操作空间狭窄问题，制作了简易工装。该工装由鳄鱼夹，废弃带凹槽铁皮、强磁铁组成，如下图3、图4：

图3 加装强磁铁           图4 一人可以完成焊接工作

三、结论

通过大线径电连接器锡焊工艺研究，明确了制作6mm2导线电连接器焊接要求及方法，编制了相关的工艺文件。根据该文件对操作者进行了实作技能培训，实现操作流程规范、关键项点重点把控。连接器焊接质量得到了有效提升，跟踪后续检修的机车均未出现同类型故障。

冷洁枫（1970—），男，高级技师， 2014年毕业于西北工业大学大专班，机电一体化专业。现在中车戚墅堰机车有限公司从事机车电器试验工作。

1