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连接器技术之---9.2 卷边过程的一般机械装置

连接器技术之---9.2 卷边过程的一般机械装置
       9.2 卷边过程的一般机械装置
        下面的关于卷边机械的讨论，来源于Whitely，将说明控制导线和接头变形的重要性及这种变形对于卷边连接的机械与电特性的影响。
       9.2.1 在卷边过程中卷边连接的特性及变形
       图9.13 与图9.15表示了导体／接头的变形与卷边连接的某些电及机械特性之间的一般关系。图标的电与机械性能曲线的形状及相对位置具有代表性，曲线的每一个细节的变动与卷边系统有着很大的关系－特别是导体的尺寸与材料及卷边工具的几何形状有关。此讨论的目的在于将变形与卷边期间所形成的性能建立一普遍意义上的联系。
        9.2.2 卷曲式连接的机械性能
       首先考虑机械性能和变形的关系，其中机械性能是通过卷曲式连接的拉伸强度来监控的。一旦导线上的卷曲圆管（crimpbarrel）开始变形，导线内部的导体束（conductorstrands）与该卷曲圆管间的磨擦力就会增大。即（在弯曲变形开始起）该拉伸强度的值会因这些被增大的磨擦力而降低。在卷曲过程中，导线的变形会导致其横截面的变形，且会导致导体束和卷曲圆管在长度方向上被挤出。在发生磨擦时、发生变形时及接触表面金属区域的形成过程中，前述两种情况（即横截面的变形、导体束和卷曲圆管在长度方向上被挤出）均会导致接触表面薄膜的破裂。正是由于一根根的导体之间及导体与卷曲圆管之间，在它们接触时所形成的前述接触表面金属区域，因而产生了机械接点（mechanicaljunction）。拉伸强度会持续增大，直到该变形导致总的横截面面积的减小量低于原导体横截面面积的减小量，这时拉伸强度减小（因为原面积保留了计算中的参考数据）。图9.13中给出了随着拉伸强度升到*大值的过程中变形的情况。
卷曲式连接的拉伸强度值与变形前的导线有关，其因导线尺寸的不同而不同。典型的是在导线快要断裂时的强度值。图9.14给出了一些导线尺寸的典型数值。图9.14还给出了一些依不同工业标准而对卷曲拉伸强度作出的要求。此处对拉伸失败的机理作个说明。一般说来，卷曲变形低于拉伸强度曲线*大变形值时，该卷曲式连接会在导线分开时失败，而卷曲变形高于拉伸强度曲线*大变形度值时，该卷曲变形又会导致导体的断裂。如历史所记录的，早期卷曲习惯于在机械曲线的斜上方，从而缓解用户所担心的卷曲过程会“切断”导线里的金属丝。分离的失败说明这种切断并没有在卷曲式连接中发生。连接器技术之---9.2卷边过程的一般机械装置
         9.2.3卷曲式连接的电气性能
          如图9.15所示，卷曲阻抗监控的电气性能相对于变形的曲线与机械性能相对于变形的曲线有非常明显的不同。二者*大的区别在于很大一个范围内的变形对应的弯曲阻抗变化很小，即所谓有一个较宽的“平台”（plateau）。关于可分离界面，正如**章所述，卷曲连接阻抗和变形的关系建立在诸多接触面上，这些接触面电卷曲圆管和导体形成。在变形的初始阶段，接触面积很小，与那些可分离界面相似，它将随着金属结合数量和范围的增大而增大。在卷曲阻抗相对于变形的曲线中，该曲线的“平台”类似于如图2.3所讨论的接触阻抗相对于正常接触力曲线中的“平台”。如图9.16所复述的，当有足够数量的金属接触面积产生以至接触阻抗已由接触界面的全部分布的区域所决定时，接触阻抗的“平台”就产生了。对于卷曲式连接也可做类似的说明。一旦导体束与卷曲圆管之间的金属交接处达到足够的数量和面积，则导体对管的结合就形成了。至少在电气上是一同一性质的物质了。当这个条件实现后，导体不再发生收缩，如第七章所述（图7.1），在卷曲阻抗中的宽域的平台反映了这一条件。如果有附加的接触面积产生，超过了为使卷曲连接在电气上表现出同一介电性所需的面积，根据建议的模式，这将对卷曲阻抗的大小产生一些影响。这种模式有其局限性，（严格地说，同一物质的假定就是不确定的）这显然是由于随着变形阻抗会稍微地降低的缘故，这意味着随着变形接触面的这种同一介电性会在其边际上（marginally）持续得到改善。这并不是说增加面积在联结的电气稳定性方面没有好处的。显然，附加接触面积的产生将提供过剩和保护，以防止在腐蚀中或机械振动中接触面积的减少。然而，继续变形将导致横断面的减少，那正如有关于拉伸强度的讨论，以及还将伴随着卷曲连接阻抗的增加。还有一点需要说明，一般来说，电阻的*小值所对应的变形（通常很高）与导致*大拉伸强度的变形不一致。
          9.2.4卷曲变形和卷曲高度
         图9.13 和图9.15的变形尺度涉及到导体和终端的综合变形的面积指数面积指数是指卷曲后的横截面积与卷曲前电线及crimp barrel的原始横截面积总和的比值，它通常用一个百分数来表示。由经验可以得知，当面积指数在百分之65 到百分之85范围内时，其可以提供符合机械及电气要求的*佳工作性能。一个好的面积指数是建立在卷曲系统组成部分基础上的，工具的类型都可以产生影响，例如自动工具与手动工具。在有些情况下，当电气工作性能比机械强度要求更为重要时，这种特定的要求使面积常数被限定在范围内的较低值，从而在剧烈变形下充分利用加强的电气性能。当卷曲连接点的形状由电线/终端/工具综合而确定时，面积指数受到卷曲连接点的高度的控制和监视。图9.17显示了一个典型的卷曲高度的测量方法，卷曲高度和其它卷曲操作参数一起在9.4.4 节讨论。
         9.2.5 变形的总结
         图9.13 和图9.15是下列关于导体/终端在决定卷曲连接性能方面作用的总结的图形说明。卷曲操作在芯线内许多股之间及crimp barrel之间产生了许多金属接触面，已经在**章讨论过的这些金属接触面包括能使卷曲连接点的机械与电气牢固性的冷焊点。当进行卷曲时，导体的终端会产生接触和摩擦动作，从而造成表面变形，使得表面之间相互有机地流动，并*终导致表面薄膜的分解，这很容易产生冷焊过程。这里常讨论一个问题就是卷曲连接点的坚固性结果与表层薄膜(或表层平面)的分解及这些薄膜在冷焊过程中的影响的变异的不同。一般来说，为得到合适的机械连接而采取的变形要远大于为达到很好的电气工作性能而必需的变形，尽管在进行很大的变形时会产生*小的电阻值正如所提到的，这种额外的变形可以提高连接点的导电性能。连接器技术之---9.2 卷边过程的一般机械装置

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