Pour identifier le connecteur parfait, il doit répondre à une série d'exigences critiques, notamment le courant nominal, la tension nominale, la taille du circuit, la force d'accouplement, la compatibilité du calibre du fil, la construction, la méthode de terminaison et les caractéristiques de sécurité, etc.
Examinons maintenant les composants essentiels d’un connecteur terminal.
De combien de zones se compose le connecteur terminal ?
Un terminal est principalement composé de trois zones : la zone d'accouplement, la zone de transition et ondulation zone (voir figure A). Ces zones sont essentielles pour comprendre les performances du connecteur.
Comme son nom l'indique, la zone d'accouplement est l'endroit où la borne s'interface avec son homologue. Elle est méticuleusement conçue par les ingénieurs connecteurs pour garantir un engagement fluide avec les bornes correspondantes et un contact électrique fiable. Toute déformation dans cette zone pendant le sertissage affecte gravement les performances du connecteur.
La zone de transition est également soigneusement conçue pour rester stable pendant le sertissage. Toute modification aléatoire de la position des languettes à ressort ou des butées de borne affectera les performances du connecteur.
La zone de sertissage est la seule section conçue pour se déformer lors du sertissage. Il est recommandé d'utiliser l'équipement de serrage spécifié par le fabricant du connecteur pour serrer la zone de sertissage, garantissant ainsi une connexion sécurisée avec les fils. Idéalement, tous les sertissage de fils les opérations doivent être limitées exclusivement à la zone de sertissage.
Un exemple de sertissage correct est illustré à la figure B. Lors du sertissage, le sertissage de l'isolant comprime la couche isolante sans la pénétrer. Les brins du fil (ou la brosse) doivent dépasser l'avant du sertissage du conducteur d'au moins le diamètre du conducteur. Par exemple, pour un câble de 1.02 mm (18 AWG), la longueur de surplomb doit être d'au moins 0.40″. Entre la zone de sertissage de l'isolant et celle du conducteur, on distingue clairement la couche isolante et le conducteur. La zone de sertissage du conducteur présente des ouvertures évasées aux extrémités d'entrée et de sortie, tandis que les zones de transition et de raccordement conservent une forme uniforme avant et après le sertissage.
Si la forme de votre cosse sertie diffère de celle illustrée à la figure B, cela indique généralement une erreur de sertissage. Nous allons maintenant examiner 13 problèmes courants pouvant survenir lors du sertissage et proposer des mesures préventives.
Le problème principal est la hauteur de sertissage insuffisante.
La hauteur de sertissage, qui correspond à la hauteur de la section de la zone de sertissage du conducteur une fois le sertissage terminé, est un indicateur essentiel pour garantir un sertissage correct. Les fabricants de connecteurs ont prédéfini des hauteurs de sertissage spécifiques pour les cosses en fonction des différentes sections de fil. Parfois, la plage ou tolérance de hauteur de sertissage appropriée peut atteindre une précision de 0.002″. Par conséquent, dans le cadre de spécifications aussi strictes, la précision des réglages de la machine à sertir devient particulièrement cruciale.
Une hauteur de sertissage insuffisante ou excessive affecte la résistance de sertissage spécifiée, c'est-à-dire l'adhérence de la cosse sur le fil. Cet impact réduit encore la force d'arrachement du fil et le courant nominal, ce qui entraîne souvent une dégradation des performances de la connexion sertie dans des conditions de fonctionnement non optimales. Plus précisément, une hauteur de sertissage insuffisante peut couper les brins du fil ou fracturer le métal dans la zone de sertissage du conducteur. À l'inverse, une hauteur de sertissage excessive ne parvient pas à comprimer correctement les brins du fil, ce qui crée trop de vides inefficaces dans la zone de sertissage, réduisant ainsi le contact métal sur métal entre les brins du fil et le métal de la cosse.
Hauteur de sertissage arrière excessive
Les solutions aux problèmes n° 1 et n° 2 sont assez simples : il suffit de régler la hauteur de sertissage du conducteur sur la sertisseuse. Lors de la première utilisation, utilisez toujours un pied à coulisse ou un micromètre (comme illustré à la figure B) pour vérifier que la hauteur de sertissage est bien dans la plage spécifiée. De plus, des vérifications régulières sont nécessaires pendant le travail pour garantir que la hauteur de sertissage reste correcte.
Zone de sertissage d'isolation insuffisante
Il est important de noter qu'en raison de la diversité des types d'isolants et des variations d'épaisseur, les fabricants de connecteurs ne fournissent généralement pas de recommandations spécifiques concernant la hauteur de sertissage de l'isolant. Cependant, le sertissage de l'isolant est crucial pour la zone de sertissage du conducteur, car il assure la détente nécessaire pour éviter la rupture du fil lorsque le câble est plié. Si la zone de sertissage de l'isolant est trop petite, les contraintes métalliques s'y concentreront excessivement, compromettant ainsi l'efficacité de la détente.
Zone de sertissage d'isolation excessive
Une zone de sertissage de l'isolant trop large peut entraîner un risque de rupture du fil lors de la flexion du câble. De plus, une zone de sertissage trop large peut affecter les dimensions globales et les performances mécaniques du connecteur. Par conséquent, lors de l'utilisation, il est important de maintenir la zone de sertissage de l'isolant dans une plage appropriée afin de garantir la stabilité du câble et les performances du connecteur.
Brins de fil lâches
Les brins de fil lâches sont un problème fréquent lors du sertissage. Lorsque les brins ne sont pas entièrement enfermés dans la zone de sertissage du conducteur, la résistance et la capacité de transport du sertissage sont considérablement réduites. Pour garantir un sertissage optimal, les exigences de hauteur de sertissage spécifiées par le fabricant du connecteur doivent être respectées. Si certains brins ne respectent pas la hauteur ou la résistance de sertissage requises, les performances globales du sertissage ne seront pas conformes aux spécifications.
Généralement, le problème des brins de fil détachés peut être résolu en rassemblant simplement le câble et en l'insérant dans la borne. Cependant, lors de la manipulation ou du regroupement des câbles, des brins peuvent se séparer accidentellement. Pour éviter ce problème, une méthode de dénudage et de maintien peut être adoptée : l'isolant est entièrement retiré juste avant le sertissage, ce qui peut contribuer à réduire le risque de desserrage des brins.
Longueur de bande insuffisante
Si la longueur de dénudage est trop courte ou si le câble ne pénètre pas complètement dans la zone de sertissage du conducteur, la terminaison risque de ne pas atteindre la force d'arrachement prévue en raison d'une surface de contact métallique réduite entre le câble et la borne. Si la longueur de dénudage du câble est insuffisante (tout en veillant au bon positionnement de la couche isolante), la distance de dénudage du câble au-delà de la zone de sertissage du conducteur ne sera pas conforme à la norme de diamètre de câble requise. Pour résoudre ce problème, il suffit d'ajuster la longueur de dénudage de l'équipement de dénudage à la norme requise pour la borne.
Surinsertion de câble
Une insertion trop profonde du câble dans la zone de sertissage peut engendrer plusieurs problèmes. En particulier, si la couche isolante est enfoncée trop profondément dans la zone de sertissage, le conducteur peut s'étendre jusqu'à la zone de transition, ce qui peut entraîner trois modes de défaillance différents en pratique. Deux de ces trois modes de défaillance sont liés à une réduction du contact métal sur métal dans la zone de sertissage du conducteur, ce qui affecte directement le courant nominal et la force d'arrachement du câble. De plus, le contact métal sur plastique est plus faible que le contact métal sur métal et est non conducteur.
Le troisième mode de défaillance peut survenir lors de l'accouplement du connecteur. Si le câble pénètre trop profondément dans la zone de transition, l'extrémité de la broche peut entrer en collision avec le câble, empêchant le connecteur de s'insérer complètement, voire provoquant la flexion de la broche ou de la prise – un phénomène appelé collision de borne. Dans les cas extrêmes, même si la borne est bien insérée dans le boîtier, elle peut être expulsée par l'arrière. Pour résoudre ce problème, il convient de veiller à ne pas exercer de force excessive lors de l'insertion du câble dans la sertisseuse afin d'éviter que le câble ne dépasse la butée de la sertisseuse ; vous pouvez également ajuster la position de la butée afin qu'elle puisse positionner correctement le câble dénudé axialement.
Un autre problème est le sertissage en forme de banane. En raison de cette forme, la cosse sertie est difficile à insérer dans le boîtier et peut provoquer une collision. Pour résoudre ce problème, il suffit d'ajuster la position de la goupille de butée sur la sertisseuse. Cette goupille, située dans la sertisseuse, entre en contact avec la zone de contact de la cosse lorsque celle-ci est sertie sur le câble. Lors du sertissage, une quantité importante de métal se déplace à l'une des extrémités de la cosse dans la zone de sertissage, ce qui provoque souvent le soulèvement de l'avant de la cosse. Une utilisation appropriée de la goupille de butée permet d'éviter ce soulèvement.
Position de sertissage excessivement avancée
Un problème de sertissage relativement visible réside dans des dommages localisés au niveau de la zone de transition. Sur le schéma de borne illustré, ces saillies verticales sont appelées « butées de borne » et visent à empêcher une insertion trop profonde de la borne dans le boîtier. Cependant, si les butées sont complètement endommagées, la borne elle-même peut être enfoncée au fond du boîtier.
La solution est relativement simple : ce problème est généralement dû à un mauvais alignement entre la cosse et la bande métallique dans la sertisseuse. En desserrant la plaque de base de l'outil interchangeable et en réalignant la sertisseuse, ce problème peut être facilement résolu.
Ensuite, nous allons explorer un autre problème potentiel : la bouche évasée est trop petite.
La taille de l'ouverture évasée est cruciale : elle doit être environ deux fois supérieure à l'épaisseur du matériau de la borne. Par exemple, pour une borne d'une épaisseur de 0.008 po, l'ouverture évasée doit mesurer environ 0.016 po. Bien que des écarts mineurs puissent ne pas affecter significativement les performances de la borne, une ouverture évasée sous-dimensionnée ou manquante peut sectionner des brins de fil, réduisant ainsi la résistance de la connexion. Pour résoudre ce problème, il est important de s'assurer que l'alignement entre le poinçon et l'enclume de l'équipement de sertissage est précis.
À l'inverse, une ouverture évasée trop grande peut également poser problème. Elle réduit la surface de contact entre la zone de sertissage de la cosse et le câble, diminuant ainsi la résistance à l'arrachement. Si la hauteur de sertissage est correcte, le problème peut être dû à l'usure de l'outil, nécessitant son remplacement.
Longueur de queue excessive
Une fois le sertissage terminé, l'excédent de queue est coupé. Une queue trop longue peut entraîner divers problèmes. Lors de l'insertion de la cosse dans le boîtier, la queue métallique saillante peut dépasser de l'arrière du connecteur, ce qui peut provoquer un arc électrique entre les contacts adjacents sous haute tension. De plus, une queue trop longue à l'avant de la cosse peut gêner l'accouplement du connecteur, voire provoquer une collision entre les bornes.
Longueur de queue excessive
Une fois le sertissage terminé, l'excédent de queue est coupé. Cependant, une longueur excessive peut entraîner divers problèmes. Une queue trop longue peut dépasser de l'arrière du connecteur lors de l'insertion de la cosse dans le boîtier, ce qui peut provoquer un arc électrique entre les contacts adjacents sous haute tension. De plus, une queue trop longue à l'avant de la cosse peut gêner l'accouplement du connecteur, voire provoquer une collision entre les bornes.
La solution est relativement simple : ajuster la plaque de base de la sertisseuse pour garantir un centrage précis de la cosse. Si la cosse n'est pas correctement centrée, l'ouverture évasée risque de ne pas se former correctement, ce qui est souvent lié à la relation spatiale entre l'ouverture évasée et l'outil de queue.
Courbure des barbes
Bien que la courbure des ardillons ne soit pas directement due à un sertissage incorrect, elle peut affecter les performances du connecteur. L'ardillon peut se courber excessivement vers l'intérieur ou l'extérieur, empêchant la cosse de se verrouiller complètement dans le boîtier en plastique. Ces dommages peuvent avoir diverses causes, notamment une tension excessive sur la roue de friction du porte-bobine de la sertisseuse ou une mauvaise manipulation pendant le transport après le sertissage de la cosse sur le câble. De plus, les ardillons peuvent se courber suite à une mauvaise manipulation lors du regroupement des câbles ou lors de l'extraction des fils terminés du faisceau.
Si le dommage survient pendant le fonctionnement de la sertisseuse, la tension de la roue de friction doit être ajustée afin d'éviter que la bobine ne se déroule sous son propre poids. Si le problème provient du processus de mise en faisceau des câbles, il convient d'envisager l'utilisation de faisceaux plus petits ou l'optimisation des procédures de manutention.
Continuer la lecture
Comment analyser le matériau terminal et le processus de soudage ?
Combien de types de bornes et de connecteurs électriques existe-t-il ? (Guide pour 14 types)
Méthodes de connexion et analyse des bornes et des connecteurs (5 étapes nécessaires)
Matériaux des bornes électriques : 4 points clés (+ comment choisir ?)
Combien de types de matériaux d'isolation de connecteurs et de bornes (3 grandes catégories) ?
Quels facteurs déterminent le coût des bornes et connecteurs électriques ? (10 facteurs clés)
