无焊接漆包线快速连接端子为电机生产实现高质量低成本灵活连接Word文档格式.docx

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在不同的环境采用不同的电机转速是电机是否节能的一个重要体现。

以目前家电行业最为普遍的交流感应电机为例，这种电机通常只有一个转速，称为定速电机。

如果在应用过程中需要电机以不同的速度运转，通常是通过连接不同圈数的线圈或者对电机施加不同的电压来实现的。

这种控制电机转速的方式有时候是以牺牲电机的运转效率来实现的，因此电机本身的能效极低。

另一种在家电行业经常使用的串激电机虽然可以通过改变电压的方法来轻松地控制转速，但是由于必须采用碳刷对电流进行换向，电机的寿命和噪声水平存在很大的问题。

目前最理想的控制电机转速的方式是以直流电机配合电子换向作为电机驱动，虽然其综合成本较传统的感应电机增加了不少，但是随着采用电子换向的成本越来越低，同时其又具有高效节能、噪声低、寿命长的特点，相信将逐渐成为电机发展的方向之一。

环保是另一个各行各业都在讨论的话题，电机行业也不例外。

过去，电机生产均采用有铅焊接，这种焊接方式不仅威胁生产工人的健康，而且对环境造成污染。

随着欧盟等机构对电器生产中铅含量的严格限制，国内的大部分厂商已经过渡到了无铅焊接。

但一方面，有铅和无铅焊接同时存在容易造成生产管理上的风险；

另一方面，即使是无铅焊接，如果生产过程中处理不当，由助焊剂所产生的异味甚至有害气体仍然会对从事生产的工人的健康产生影响。

除了节能环保，成本问题也是近年来电机产业的主要关注点。

随着电机生产技术门槛越来越低，成本竞争也越来越激烈。

不少电机生产商以改用成本更低的材料做为降低电机生产最方便快捷的手段：

传统的电机生产以使用铜漆包线为主，但是随着铜价近年来的巨幅波动，越来越多的生产厂家把目光投向了价格相对稳定，导电能力相对不差的铝漆包线。

以期货市场的铜铝价格比较为例，铜的价格在每吨50,000元上下，而同时期铝的价格只有每吨15,000元左右，且浮动范围远远小于铜。

此外，有同样导电性能的铝的重量只有铜的1/3，所以使用铝线替代铜线的成本相当可观。

因此，如果铜价继续维持高位震荡，使用铝线替代铜线在未来几年仍将是一个主要趋势。

此外，减少生产的人工成本也是越来越多的电机生产商关注的一个重要方面。

一线工人工资以每年20%左右的速度增长，以及90后成为生产线主力所造成的招工难、培训难等一系列问题，越来越多地困扰着电机生产企业。

因此，很多企业开始着手大规模使用自动化的生产设备，以减少生产过程中的员工问题。

综上所述，绿色节能、铝线替代铜线、提高自动化水平、减少人工将在未来几年内主导电机产业的发展。

TE无焊接漆包线快速连接端子解决方案

虽然目前国内的电机生产仍然是以使用铜漆包线为主，而且工艺非常成熟，许多厂家缺乏尝试新的生产工艺的动力，但已经有一部分迫于成本压力，开始转而采用铝漆包线。

然而，铝漆包线的采用使焊接变得困难和不可靠，因为铝极易氧化并在表面产生氧化膜阻碍焊锡和铝导体的接触，俗称不沾锡。

另外，传统的焊接工艺中还包括剥漆皮、理线、焊接导通、清洗焊头等辅助工艺，耗费大量人工，同时又很难保证由于人为操作产生的潜在质量问题。

在此前提下，TE所提供一系列适用于各种漆包线的无焊接快速连接端子解决方案逐渐走入电机生产厂商的视野——这种工艺俗称刺破式端子，主要分为两种：

插入式刺破技术IDC（InsulationDisplaceConnection）和压接式刺破技术。

IDC技术是通过将端子插入预置在电机上的腔体的同时剔除漆包线绝缘层并挤压导体使之变形产生弹力以增加其与端子的接触力而实现导通的技术，这种腔体可以预先设计在电机的绝缘骨架上，通过注塑工艺一次成型，也可以设计成独立单元并设法固定在电机上；

压接式刺破技术是指利用端子上经过特殊工艺加工而成的具有一定硬度的刺，通过机器压接刺破绝缘漆皮，并刺入导体内部实现导通的技术。

这两种技术已经在欧美经过多年的实际应用检验，不仅在生产过程中完全避免了应用焊锡生产所造成的高温、异味等污染问题，而且生产效率极高。

因为刺破式连接只需一步操作就可以取代焊接中如剥漆皮、理线、焊接导通、清洗焊头等操作，整个过程避免了潜在的人工失误，确保质量可靠。

这两种技术的区别在于，IDC技术可以集成到全自动生产线中，完全实现无人生产，但是需要预先设计好的卡位插槽；

相对来讲，压接式刺破技术属于半自动操作，但无需特殊的设计，可短时间内完全取代焊锡。

IDC技术的产品主要包括MAG-MATE和Siameze，而压接式刺破技术主要包括AMPLIVAR和Crimpband。

图1:

TE刺破式端子

●IDC技术

图2：

标准MAG-MATE端接步骤

使用MAG-MATE产品的时候，选择合适尺寸的插槽是能否成功应用该产品的关键，不同的线径需要使用不同槽宽的产品。

同时还要注意铜线和铝线的区别，因为铜线质地较硬，受到挤压后更容易产生弹性应力，并且产生所需应力的形变量比铝线要小很多，而弹性应力是保证端子和导线之间具有合适的接触电阻的重要条件之一，即同样的槽宽，在应用于铝线的时候需要的线径要远远大于铜线的线径。

此外，MAG-MATE在底脚附近有由特殊工艺制成的剥线用的“刀锋”，这个看似不起眼的设计是TE采用独特的工艺制作而成的。

许多模仿TE的MAG-MATE设计的端子生产者只是采用普通的冲压工艺来制作这个部位，这种方法在模具初期有可能会形成锋利的刀锋，但是随着模具的磨损，这个部位会很快变得圆滑而无法剔除漆皮，从而极易造成导通不良。

而TE的生产工艺能确保模具在整个使用寿命过程中都能生产出整齐划一的刀锋并保证客户的漆包线的漆皮能够被安全剥离，实现与导线的导通。

另外，有些客户对于MAG-MATE导通后承载电流的能力提出过质疑。

事实上，对于正确使用漆包线的端子来说，其电流承载能力的局限永远是漆包线的电流承载能力，因为使用正确的MAG-MATE在剔除绝缘漆皮之后，会进一步挤压裸露的导线并使之产生形变（注意是形变，而不是切掉任何导体）。

因此，在插入之后MAG-MATE端子和导体的接触面积一定会大于导线本身的截面积，再加上端子和导线之间互相作用产生的弹性应力和接触过程中产生的原子级的金属表面接触，都保证了接触面承载电流的能力远远大于导体本身的承载能力。

另外，客户还要注意“后”镀锡与“预”镀锡的产品及其在应用中的区别。

后镀锡的产品所有加工部分的切口都会被镀层覆盖，而预镀锡的产品在切口的部位能明显看到裸露在外面的铜材。

这一点在铝漆包线的导通中至关重要，因为不同的金属作为导体具有不同的阳极指数（AnodicIndex），而在一定的环境条件下，阳极指数差值过大的两种金属接触会产生电池效应或称之为电化学腐蚀。

一般认为，为避免产生严重的电化学腐蚀导致导通失效或其它严重的后果，在通常环境条件下（如室内），两种不同导体间的阳极指数差值应当小于0.25V；

在恶劣环境条件下（如室外或潮湿含盐环境），阳极指数应当小于0.15V；

而在湿度等条件可控的环境中，阳极指数不应大于0.5V。

铜的阳极指数为0.35V，铝的阳极指数为0.75V，差值为0.4V，在某些环境中能够发生严重的电化学腐蚀。

所以作为导体的铜和铝通常不能直接接触导通。

采用镀层可以避免阳极指数差过大的问题。

铜表面镀锡的阳极指数为0.60V，与铝接触后差值为0.15V，原则上可以避免多数应用环境产生的电化学腐蚀，所以在导通铝漆包线的时候，一定要使用后镀锡的产品，以避免铜和铝的直接接触。

锡也是极易被氧化的金属，而且氧化后的形成的氧化锡也是电的不良导体。

但锡和氧化锡的质地很软，这一特性使氧化锡可以在一定摩擦力的作用下被轻松的移除，裸露出覆盖在底下的纯锡。

IDC技术在插入端子的过程中也正是依靠导体和端子相对移动所产生的摩擦力，移除掉端子表面的氧化锡，实现导体和端子之间的原子级接触。

镀层的厚度在导通一根以上的漆包线时就显得尤为重要（某些端子可以同时导通两根漆包线）。

足够厚的镀层可以保证即使插入两根漆包线，端子的表面也留有镀锡层。

锡作为铜和铝导通的介质，能避免产生电化学腐蚀。

对于不同应用，TE提供了各种可供选择的解决方案：

用于高振动条件下的带应力松弛结构的四点连接标准MAG-MATE；

用于紧凑结构的两点连接的细窄型MAG-MATE；

以及带有各种形状和连接片的MAG-MATE等。

Siameze的作用原理近似于MAG-MATE，其特点是由于采用了活动悬臂梁作为产生接触力的机构，同一端子适用的线径范围更为宽泛，更适合于安装空间有限、线径较细的漆包线，并且它可以通过锁片直接连接引出线。

●压接式刺破技术

AMPLIVAR技术产生于20世纪50年代，至今已有60多年的历史。

客户在使用AMPLIVAR的时候，需要根据所要连接的漆包线或者漆包线与引出线组合的截面积来选择合适的型号。

图3：

AMPLIVAR导通方案

举例说明：

假设客户需要连接0.35mm铜漆包线1根，0.68mm铝漆包线1根，0.82引出线1根，19股，每股0.233mm：

1.首先计算所有导线的CMA值（CircularMilArea，以Mil为单位的截面积）公式=（直径[mm]/25.4）2×

106
（0.35/25.4）2×

106=190（0.68/25.4）2×

106=717（0.233/25.4）2×

106×

19=1599

2.计算所有CMA的总和190+717+1599=2506

3.根据计算出来的值选择合适的端子这个例子可以选择的是62305-2。

此外还有几个步骤可以进一步验证62305-2是否合适，具体可参考TE网站或TE所提供的产品样本中的详细介绍。

AMPLIVAR端子导通采用压入式刺破原理，端子压线槽内有由特殊生产工艺加工而成的锋利锯齿，可以刺破漆包线绝缘层刺入导体来实现连接，同时也增大了与导体的接触面积，保证了连接的可靠性。

AMPLIVAR技术的关键就在于用来刺破漆皮的锯齿。

TE特殊的制成工艺确保每一个出厂的端子都有足够锋利的锯齿，并且具有足够的硬度，因此无论是铜漆包线还是铝漆包线，都能够将其有效地刺破并导通，并将导通后的电阻值保持在一定范围以下，从而保证连接的可靠性。

而目前市场上同类型的产品通常是以冲压工艺制成的，同样，在模具新的时候，会形成尖锐边缘，但是随着模具的磨损，这些边缘就变成了圆角，进行压接的时候就不能保证有效的刺破。

从放大镜下看，TE的AMPLIVAR边缘的锯齿明显，而市场上其它产品的槽型一般为梯形。

一个AMPLIVAR端子可以同时导通多达三根漆包线，并且可应用于铜或铝漆包线，或是两者的组合，也适用于铜或铝漆包线与标准、预剥离的引出线的组合。

采用TE半自动压接机进行AMPLIVAR端子压接可提高单位小时的生产效率。

精确控制的压接过程可减少人为误差，提高可靠性。

使用者只需一步操作，即可将锯齿压入漆包线，同时剥离漆包线的绝缘层，产生耐腐蚀，拉伸强度高的气密性连接。

TE的半自动压接机可自动进行压接高度的学习，并带有编程功能，可以按照设定的顺序进行不同高度的压接。

（不同CMA值的导线组合，压接高度不同）。

同时，机器还带有CQM（CrimpQualityMonitor），可对每次压接高度做机械测量，以确保压接高度在允许的误差范围内。

Crimpband作用原理与AMPLIVAR类似，但压接时是从一条长料带上切下一小片并且折弯成型，再对导线进行压接，其产品的稳定性不如已经预成型的AMPLIVAR，所以目前仅应用于某些AMPLIVAR无法应用的领域，如紧贴电机定子冲片的横穿式连接。

图4：

Crimpband端接方案

●ClusterBlock

在漆包线连接器家族中，还有一类主要应用于压缩机的比较特殊的连接器，称之为ClusterBlock（集束端子连接器）。

这类端子为2至5位，应用时首先将端子与导线连接，然后插入塑壳中，再与压缩机上的接线头进行连接。

针对不同的压缩机需要，集束端子电子连接器有适用直径2.29mm（.090）或3.18mm（.125）的接线柱两种，支持正向或反向连接。

该类型连接器可用于压缩机内部和外部，线径范围涵盖AWG（Americanwiregauge）#10（2.588mm）至#22（0.644mm）多股线范围，可使用于400至8500CMA范围的漆包线；

塑壳高度防冲击，适合多种方式压接（K-Press、G-Press、APT、CLSIV+）。

图5：

ClusterBlock端接方案

漆包线快速导通技术的最新发展

把各种技术组合，可以衍生出适用于不同应用的产品：

把MAG-MATE和Multispring技术组合，就可以衍生出下端使用IDC技术用于导通漆包线，而上端导通电路板的新型端子。

这种端子适用于目前正在蓬勃发展的控制板和电机集成于一体的直流或变频节能型电机。

图6：

MAG-MATE和Multispring的组合

把AMPLIVAR和FASTON技术组合，就可以产生可用于直接压接漆包线的旗型端子，可以帮助压缩机生产厂商节省线束的成本。

图7：

AMPLIVAR和FASTON组合

把AMPLIVAR和ClusterBlockTerminal组合，可以使集束端子连接器直接连接漆包线，同样帮助生产厂家节省线束的成本。

图8：

AMPLIVAR和ClusterBlockTerminal组合

TE无焊接漆包线快速连接端子广泛适用于风扇电机、自动变速器阀单元、照明单元、最大180°

C快速连接端子的成本的高温应用、汽车尾气反馈系统和燃油器触点等应用。

凡是应用漆包线的领域都可以尝试采用无焊接漆包线快接端子。

关于漆包线快接端子的成本，如果仅仅从零部件的角度来看，产品的所有零部件成本的确会有所提高。

但是，使用快接端子需要从综合成本来考虑。

2012年底，按照当时的市场行情，有客户对由焊接变成AMPLIVAR压接的综合成本做过详细的比较。

客户比较的结果是：

1.生产工人从32人减少至29人，单工序（连接）效率提高100%，整体生产效率提高9%。

2.考虑人工成本因素（115元/天），单产品成本增加0.025元。

3.其它方面：

两种工艺比较，使用端子压接，物料管理简单，工人操作简单易学，环保控制容易，生产质量明显提高。

对上述结果的评价是：

首先，人工成本每年都在涨，近年的涨幅在20%左右，而AMPLIVAR的市场价格每年都有小幅下降，所以0.025元很快将会变为所节约的成本了。

第二，使用AMPLIVAR还有些其它方面的优势无法直接从成本反映出来：

例如，近些年，招工难是多数生产企业最为头疼的问题。

更有甚者，有些招来的工人刚刚接受完培训便离职。

这类企业在员工培训方面的的投入很难在产品成本上体现出来。

从售后服务方面来说，国内的售后服务成本虽然较低，但是如果出口产品发生质量投诉，其成本也不可忽视。

此外，若质量问题引发产品召回、赔偿，甚至丢单，其损失更难以计算。

而刺破式端子连接方式几乎不需要培训员工，质量由校准好的机器来控制，发生质量问题的概率也大大降低。

综上所述，TE的无焊接漆包线快速连接端子具有诸多优点，可有效满足漆包线技术的最新趋势，同时有助于提高生产效率，保证产品质量，最重要的是成本也并不高。