Pontos de crimpagem de design para conectar chicotes de arame

Projetar pontos de crimpagem para conectar chicotes de arame envolve a seleção de terminais de crimpagem apropriados e garantir técnicas de crimpagem adequadas para criar conexões confiáveis ​​e seguras. Este processo inclui a escolha do tipo de terminal certo para o medidor de arame específico e a aplicação, Usando uma ferramenta de crimpagem adequada, e verificar a qualidade do crimp para evitar problemas como shorts ou conexões fracas.

Pontos de crimpagem de design para conectar chicotes de arame

1. Terminal Selection:
Calibre do fio:
The size of the wire (American Wire Gauge or AWG) dictates the crimp terminal’s size and type.
Terminal Type:
Common terminal types include ring terminals, spade terminals, and butt connectors. Ring terminals attach to screws or studs, spade terminals have a fork shape, and butt connectors join two wires.
Material and Finish:
Consider materials like copper or brass and finishes like tin plating for corrosion resistance and low resistance.
Insulation:
Terminals can have insulation, providing protection and ease of connection.

2. Crimping Process:
Prepare the Wire:
Strip insulation from the wire end to the proper length, ensuring no strands are broken.
Select a Crimping Tool:
Choose a tool appropriate for the terminal type and wire gauge.
Position the Crimp:
Insert the wire and terminal into the crimping tool, ensuring correct placement.
Crimpagem:
Apply sufficient force to create a secure crimp, following the tool’s instructions.
Verification:
Check the crimp quality by measuring crimp height, checking for proper insulation penetration, and verifying the connection’s durability.

3. Controle de qualidade:
Altura de crimpagem: A specific height is required for proper insulation penetration and wire grip.
Wire Penetration: Ensure the terminal’s barrel fully penetrates the wire strands.
Vibration Testing: Subject crimped connections to vibration to check for loosening or breakage.
Resistência à tracção: Check the crimped connection’s resistance to pulling forces.

4. Considerações de projeto:
Tipo de conector: Select connectors that accommodate the wire gauge and terminal type.
Circuit Density and Size: Consider the number of wires and the connector’s overall size.
Fatores Ambientais: Account for factors like temperature, umidade, and vibration.
Standards and Certifications: Ensure compliance with relevant industry standards.

5. Automated Crimping:
Automated Machines:
Utilize machines for repetitive crimping tasks to ensure consistency and efficiency.
Automation Benefits:
Reduce manual errors, increase production speed, and maintain consistent crimp quality.

Connection Harness crimping point, also called piercing point, contact point, splice point. The design of the crimping point has a great impact on the stability of the vehicle’s electrical functions and the cost of the wiring harness. This article discusses the design of crimp points.

Definition of crimp point:
The wire harness crimping point refers to the connection point where more than 2 wires in the wire harness are hinged.
As shown in the figure below, this crimping point (SP) consists of Wire 1, Arame 2, and Wire 3. O 3 wires are connected to each other inside the harness. The hinged connection point of the three wires inside the harness is the crimp point, also called the splice point, and the harness piercing point.
Type of crimp point
Automotive wiring harness splice points, commonly used methods include ultrasonic welding, U-shaped terminal crimping, etc..

Soldagem ultrassônica
The principle of ultrasonic metal welding is to use vibration energy at ultrasonic frequency (20-40kHz) to transmit vibration waves to the surfaces of two metal objects that need to be welded. Under static pressure, the two metal surfaces are rubbed against each other, thereby forming a fusion between the molecular layers.

Como mostrado na figura acima, o 50/60 Hz current is converted into 15, 20, 30 ou 40 KHz electrical energy by an ultrasonic generator. The converted high-frequency electrical energy is converted again into mechanical motion of the same frequency through the transducer, and then the mechanical motion is transmitted to the welding head through a set of horn devices that can change the amplitude. The welding head transmits the received vibration energy to the joint of the workpiece to be welded. In this area, the vibration energy is converted into heat energy through friction, melting the metal.
Ultrasonic welding can be used to join both identical materials and dissimilar materials, such as copper and aluminum. Because the metals are welded directly together, no additional materials such as ferrules, solda, or flux are required. Além disso, ultrasonic welding produces low thermal stress on the parts (the welding temperature is much lower than the melting point of the parts), so the properties of the welded material itself and the properties of surrounding materials do not change. If the insulation sleeve remains intact.

How to Solder & Crimp Automotive Wires

Ultrasonic welding standards
The most authoritative welding standard SAE/USCAR-38 jointly issued by the American Society of Automotive Engineers and the United States Automobile Survey Committee. A comprehensive definition of the ultrasonic welding process between automotive cables and terminals provides an important reference for industry specifications.

Advantages and disadvantages of ultrasonic welding:
The advantages of this method are fast speed, economia de energia, high fusion strength, good conductivity, no sparks, close to cold processing, high efficiency, good conductivity, proteção ambiental e segurança. É a tendência de desenvolvimento de contatos de chicote de fios.
As desvantagens são que as peças metálicas a serem soldadas não podem ser muito espessas (geralmente menor ou igual a 5mm), as juntas de solda não podem ser muito grandes, e pressão é necessária. Os preços dos equipamentos de soldagem e os custos de manutenção são relativamente altos.

U-shaped terminal crimping
A crimpagem é um processo que aplica pressão à área de contato entre fios e terminais para formar uma conexão firme. Durante o processo de crimpagem, o condutor é comprimido pela manga e deforma-se nas direções de longitude e latitude, formando uma solda fria. A película de óxido original na superfície do condutor e da luva está deformada e rompida, o condutor e a superfície de metal puro da luva terminal estão em contato total e próximo, e micromovimentos ocorrem durante o processo de extrusão e deformação.
A crimpagem física e uniforme dos fios de cobre através de terminais em forma de U é um método de contato comumente usado atualmente. O diagrama de crimpagem do terminal em forma de U é mostrado na figura abaixo.

Figura Diagrama de crimpagem de terminal em forma de U

Padrão de crimpagem de terminal em forma de U
O padrão USCAR é um padrão de conector especializado, e USCAR 21 é uma especificação de desempenho de crimpagem de terminal. É fornecida uma definição abrangente do processo de crimpagem do terminal do chicote elétrico automotivo, fornecendo uma referência importante para especificações da indústria.

Vantagens e desvantagens de crimpagem de terminal em forma de U:
As vantagens deste método são a fácil operação, high efficiency, good conductivity, e equipamentos de crimpagem e terminais em forma de U mais baratos;
A desvantagem é que, em comparação com a soldagem ultrassônica, requer o uso de materiais de crimpagem e aumenta o peso.

Seleção da localização do ponto de crimpagem:
A localização do ponto de crimpagem não está relacionada apenas ao custo do chicote de fios, mas também à qualidade do chicote de fios. O projeto de emenda irracional não só aumentará o custo do chicote elétrico, mas também aumentar o peso do chicote elétrico, e também pode causar dificuldades de montagem e outros problemas.

Escolha um local onde o chicote elétrico seja relativamente estável. Não escolha peças móveis ou locais com maior interferência.
Organize o ponto de crimpagem próximo à interseção de cada linha de sinal e o tronco, o que pode efetivamente reduzir fios e economizar custos.
3. Seleção de locais de contato para evitar chicotes de loopback. Principalmente na área molhada, existem chicotes de retorno, o que não é propício à vedação do ponto de emenda.
Evite pressão comum de mais de 10 fios no mesmo ponto de crimpagem. Mais uma vez do que 10 os fios são pressionados juntos, pontos de crimpagem adicionais precisam ser definidos.
Para o mesmo ponto de crimpagem, o diâmetro do diâmetro mínimo do fio não pode ser inferior a 10% da soma dos diâmetros dos fios de todos os fios no ponto de crimpagem.
6. A soma dos diâmetros dos fios nos lados esquerdo e direito do ponto de crimpagem deve ser tão igual quanto possível, e o menor não deve ser menor que 50% do outro lado.
7. O diâmetro do fio mínimo no ponto de crimpagem deve ser tão grande quanto 16% do diâmetro máximo do fio no ponto de crimpagem.
8. Quando um fio conecta dois pontos de crimpagem, the distance between the two crimping points shall not be less than 150mm. In the picture below, the distance between SP1 and SP2 is greater than 150mm.
The distance between the crimping point and the branch point, buckle/tie needs to be greater than 50mm, and the distance between contacts should also be greater than 50mm (except for the can line), so as to effectively avoid contact between contacts.

Crimp point protection
If the protection of the wire harness contacts is unreasonable, the insulation at the wire harness contacts may be punctured, or water may enter the contacts, causing a short circuit failure.
De um modo geral, the distribution of automobile contacts is divided into two categories: dry area and wet area. Contacts in the dry area need to be protected with special tape; contacts in the wet area need to be protected with glue-containing heat shrink tubing or butyl glue to achieve a waterproof sealing effect.
Como mostrado na figura acima, the area below the wading line is called the wet area, and the rest outside the dehumidification area is the dry area.

Resumir:
This article systematically introduces the definition, classification, location selection and protection of crimping points. When doing layout design and principle design, you need to pay attention to the crimping points. If you want to quickly improve your automotive wiring harness design capabilities, please pay attention to the wiring harness courses of YAXUN wiring harness engineers.