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关于车用线束绝缘层开裂的失效分析探讨

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赵欣

摘要：车用线束绝缘层长期处于高温工作环境中，表面的绝缘层会出现强度下降及开裂等问题。经过对车用线束绝缘层开裂位置的微观形貌观测、材料成分分析以及环境性能测试，梳理出车用线束绝缘层开裂失效的主要影响因素，从而为改善车用线束开裂失效问题提供解决思路。

关键词：车用线束绝缘层高温老化开裂失效

DiscussiononFailureAnalysisofInsulationLayerCrackingofAutomotiveWireHarness

ZhaoXin

Abstract：Theinsulatinglayerofautomotivewiringharnesshasbeeninahigh-temperatureworkingenvironmentforalongtime，andtheinsulatinglayeronthesurfacewillhaveproblemssuchasstrengthdropandcracking.Afterthemicroscopicobservationofthecrackingpositionoftheautomotivewiringharnessinsulationlayer，materialcompositionanalysisandenvironmentalperformancetesting，themaininfluencingfactorsoftheautomotivewiringharnessinsulationlayercrackingandfailurearesortedout，soastoprovidesolutionsforimprovingtheproblemofautomotivewiringharnesscrackingfailure.

Keywords：automotivewiringharnessinsulation，hightemperatureaging，crackingfailure

1背景

車用线束就像汽车的神经网络，散布在车身的每个地方，起着电力传递和信号传输的作用，线束的好坏直接影响到车的品质和性能[1]。在变速箱等部位，线束长期处于高温老化环境中，其绝缘层会出现强度下降及老化开裂的失效问题[2]。

2分析目的

基于对失效线束的背景信息探究及形貌观察，采用合适的分析手段及验证方案，推测失效线束绝缘层产生开裂的可能原因。

3分析对象与方法

3.1分析对象

分析样品为汽车变速箱内传感器线束，整车运行一段时间后因故障被退回工厂，拆解变速箱后发现该线束出现开裂现象，见图一。根据背景信息，该线束使用时会被浸入变速箱油中。同时选取了失效件与库存品实样，希望了解相关失效件发生开裂的原因。共包括四种样品，其中失效样品一件，从车辆上拆下来的使用过的未开裂样品一件，分别标记为样品1#和样品2#。另外还取用了库存件两批样品，分别标记为样品3#和样品4#。

3.2断面分析

3.2.1宏观观察

由于样品失效模式为开裂，首先使用体式显微镜对失效样品1#发生开裂的部位、裂纹特征等方面进行宏观观察（图2）。

由以上结果可以看出，样品上多处可见与线束轴向垂直的主裂纹，而且存在大量二次裂纹。二次裂纹由主断口起，延轴向逐渐发展延伸。

3.2.2断口形貌分析

为了更深入地观察断面形貌，在图一中白色线束上任取两个断面开裂面1，开裂面2进行扫描电子显微镜观察。

测试方法：扫描电子显微镜（SEM）;

测试结果（图3）：

从失效件开裂面的SEM结果来看，断面平整光滑，可见明显的河流状纹路，体现出了典型的脆性断裂特征（图3A-C）。在图3D，E，F上可以观察到一个起泡、发皱的区域。根据背景信息，此线束实际使用时会被浸入到变速箱油，由此推测此线束在一定程度上受到油的影响，产生了起泡、发皱的现象。

3.3材质分析

3.3.1主成分定性分析

为了确认失效样品是否因材质改变而导致开裂，需进一步对四种样品的材质进行分析和对比。

利用傅立叶变换红外光谱仪进行分析（图4），测试方法参照ASTME1252-98（2013）ε1。相关谱图及分析结果如下。

测试结果（表1）：

由以上分析可知，样品1#、2#、3#的材质相同，均为FEP;样品4#的主成分为PFA，与其他三种样品的材质存在差异（图4）。

3.3.2熔融温度、熔融焓

测试方法：ISO11357-3：2011，分析仪器为DSC。

测试结果（表2）：

以上结果可