汽车连接器接触失效原因分析

(1)电接触压力不足。

通过连接器插针与插孔的接触，插孔是一个弹性元件，其质量对电气连接的可靠性至关重要。当插针插入插孔时，会产生弹性变形，进而对插针产生接触压力。接触压力的不稳定或降低会影响接触电阻的不稳定。在一定的振动和冲击应力作用下，弹性原件会产生回弹性变形。如果振动和冲击应力足够大，动作时间足够长，就会造成瞬时断路故障。插针插孔受到长期的作用力和反作用力，插孔的弹性元件逐渐产生永久变形，产生应力疲劳松弛。特别是在触点和环境温度的作用下，插座会发生蠕变，接触压力降低，接触电阻增大。

(2)接触磨损。

插拔磨损：汽车连接器插拔时，在一定的接触压力下，插针与插孔会因相对运动而产生摩擦。在摩擦过程中，接触面的光滑度会被破坏，几何形状会发生变化，刮擦、粘连，会产生磨屑，会转移物质，会产生热量。随着插拔次数的增加，插脚插座表面的电镀金属磨损，露出基底金属，在周围环境的作用下产生腐蚀，导致接触不良。接触面的磨损程度与接触压力、接触摩擦部分的表面光洁度、接触面涂层的种类、硬度和质量、接触导向部分的圆角是否光滑、千斤顶接触部分的几何形状等因素有关。在接触压力高、插针头部与插孔接触不良、接触部位粗糙度高、涂层材料硬度低、涂层质量差的条件下，接触副磨损更严重。连接器的插接寿命短，接触稳定性差。

微动磨损：微动是发生在两个表面微小振动和相对运动的磨损现象，其振幅为1-100um。主要是热胀冷缩和温度循环引起的背景振动造成的。由于汽车连接器在工作状态下振动和热冲击同时存在，微动频繁发生。如电连接器以5℃/h波动，循环20次，插针(黄铜制)热膨胀系数为2x10-5/℃,插针长度为5mm，其微振动幅度可达5um。试验表明，这种微振动达到上百万次后，可能会严重影响电接触的可靠性。比如汽车行驶5小时，振动频率为1000Hz，相当于1800万微振动。

 

1994年，美国的MichealBryant提出了以下微振动失效模型，将失效分为7个阶段。

(1)洁净的微观突起的接触；

(2)微振动使微突起接触并暴露于腐蚀，形成腐蚀膜；

(3)微振动的反向运动刮擦膜层，一部分落入谷中，一部分压入接触部分；

(4)一步中的微振动使接触部分再次暴露于腐蚀；

(5)微振动运动引起微突起的塑性变形，并使腐蚀膜破裂，并使粉末和突起破碎金属混合:

(6)微观突起逐渐被铁锈污染，接触电阻增大；

(7)最后将生锈的边角料填入“谷”，在两个接触面之间形成至少20nm厚的绝缘层，连接完全无效。

相比较而言，电子连接器在低电压、小电流工作时，微动时接触到接触面上的绝缘，对材料的伤害很大。但在大功率电源电路中，由于电气冲击，绝缘可能会被去除，从而对电路产生影响。

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审核编辑 黄昊宇