Technischer Leitfaden
Anleitung zum Crimpen von Kabelbäumen:
Crimphöhe, Zugkraftprüfung & IPC-620 Fehlerstandards
Ein Crimp mit 20 AWG und einer Zugkraft von 38 N anstelle der Mindestzugkraft von 55 N IPC/WHMA-A-620 besteht jedes Mal die Sichtprüfung. Nach sechs Monaten im Feldeinsatz steigt der Kontaktwiderstand bei Temperaturwechsel von 0,3 mΩ auf 47 mΩ – genug, um ein 12-V-Magnetventil unter seine Aktivierungsschwelle fallen zu lassen. Dieser Leitfaden behandelt das Crimpen von Kabelbäumen, von der Werkzeugauswahl bis hin zu Crimphöhenfenstern, Zugkrafttabellen nach AWG, Überprüfung der gasdichten Crimpverbindung und die sieben Fehlertypen, die ein geschulter IPC-620-Inspektor zurückweisen wird.
Statistiken: [{'value': '55 N', 'label': 'minimale Zugkraft für 20 AWG pro IPC/WHMA-A-620'}, {'value': '±0,05 mm', 'Label': 'typisches Crimphöhen-Toleranzfenster'}, {'Wert': '<1 mΩ', 'Label': 'Zielkontaktwiderstand für eine gasdichte Verbindung Crimp'}, {'value': '7', 'label': 'Crimpfehlertypen definiert durch IPC-620 Akzeptanzkriterien'}]
Inhaltsverzeichnis: [{'href': '#what-is-crimping', 'text': '1. Was ist Drahtcrimpen – und warum Qualität wichtig ist'}, {'href': '#crimp-terminal-types', 'text': '2. Arten von Crimp-Anschlussklemmen: Open-Barrel, Closed-Barrel und Aderendhülsen'}, {'href': '#crimp-tools', 'text': '3. Crimpwerkzeuge: Von der manuellen Ratsche bis zum vollautomatischen'}, {'href': '#crimp-height', 'text': '4. Crimphöhe: Die wichtigste Spezifikation, die Sie möglicherweise nicht angeben'}, {'href': '#pull-force-testing', 'text': '5. Zugkraftprüfung: IPC/WHMA-A-620 Mindestwerte nach AWG'}, {'href': '#gas-tight-crimps', 'text': '6. Gasdichte Crimps: Was sie sind und wann Sie sie brauchen'}, {'href': '#wire-preparation', 'text': '7. Drahtvorbereitung: Abisolierlänge, Litzenanzahl und Leitersitz'}, {'href': '#crimp-defects', 'text': '8. Sieben häufige Crimpfehler und wie man sie identifiziert'}, {'href': '#acceptance-criteria', 'text': '9. IPC/WHMA-A-620 Crimp-Akzeptanzkriterien für Klasse 1, 2 und 3'}, {'href': '#faq', 'text': '10. Häufig gestellte Fragen'}]
Querschnitt eines Kabelbaum-Crimpanschlusses mit offener Hülse, der Kupferleiterstränge zeigt, die in einer gasdichten Verbindung an einer Kabelbaum-Produktionslinie komprimiert sind
Ein richtig gecrimpter Anschluss mit offener Hülse: Leiterlitzen auf ca. 80 % des ursprünglichen Querschnitts komprimiert, an beiden Enden sichtbare Trichtermündung – das Markenzeichen einer gasdichten Crimpverbindung, die über die gesamte Lebensdauer den Zugkraftanforderungen von IPC/WHMA-A-620 standhält
Crimpen ist die gebräuchlichste elektrische Verbindungsmethode bei der Herstellung von Kabelbäumen – und bei unzureichender Spezifikation die fehleranfälligste. Jeder nach IATF 16949 gebaute Kfz-Kabelbaum enthält Hunderte bis Tausende von Crimpverbindungen. Eine einzelne Crimpverbindung, die die Mindestzugkraft um 15 N verfehlt, besteht die Sichtprüfung, besteht die Erstmusterprüfung und fällt drei Jahre später im Feldeinsatz lautlos aus.
Der Fehlermechanismus ist vorhersehbar: Eine untercrimpte Drahthülse hinterlässt mikroskopisch kleine Lufteinschlüsse zwischen Leiterlitzen und Anschlussmetall. Diese Taschen ermöglichen das Eindringen von Oxidation in die Kontaktzone. Der Kontaktwiderstand steigt über thermische Zyklen von Bruchteilen eines Milliohms auf mehrere zehn Milliohm – langsam genug, dass kein einzelnes Ereignis einen Garantieanspruch auslöst, schnell genug, um zeitweilige Ausfälle zu verursachen, die bei der Felddiagnose nie auf den Crimp beschränkt werden können.
IPC/WHMA-A-620 – der Verarbeitungsstandard der Kabelbaumindustrie – definiert aus genau diesem Grund Mindestzugkräfte, Crimphöhenfenster und Querschnittsakzeptanzkriterien. Dieser Leitfaden deckt alles ab, was ein Ingenieur oder ein Beschaffungsteam zur Spezifizierung, Prüfung und Fehlerbehebung beim Crimpen von Kabelbäumen benötigt.
1. Was ist Drahtcrimpen – und warum Qualität wichtig ist
Beim Crimpen wird eine metallische Anschlusshülse um die abisolierten Leiterlitzen herum plastisch verformt, um eine mechanische und elektrische Verbindung herzustellen. Im Gegensatz zum Löten erfordert ein ordnungsgemäßer Crimp keine Hitze und kein Flussmittel – der Kaltschweißeffekt an der Kontaktzone schließt Luft und Oxid aus der Metall-zu-Metall-Grenzfläche aus.
Eine gut ausgeführte Crimpung komprimiert die Leiterlitzen auf etwa 75–85 % ihres ursprünglichen Querschnitts. Bei diesem Kompressionsverhältnis verschweißen die Leiterlitzen und das Metall der Anschlusshülse an Kontaktpunkten mit Mikrorauheiten kalt und erzeugen so eine gasdichte Verbindung mit einem Kontaktwiderstand von unter 1 mΩ – häufig unter 0,3 mΩ für Luft- und Raumfahrt- und medizinische Anwendungen der Klasse 3.
Warum ist das Verhältnis von 75–85 % wichtig? Unter 70 % Kompression (lose Crimpung) verschweißen die Leiterstränge nicht kalt mit der Anschlusshülse – es bleiben Luftspalte und mit der Zeit schleicht sich Oxidation ein. Über 90 % Kompression (überzogener Crimp) werden die Leiterstränge eingekerbt oder durchtrennt, wodurch die Strombelastbarkeit verringert wird und Spannungskonzentrationspunkte entstehen, die bei Vibration versagen.
Karten: [{'title': 'Mechanische Retention', 'content': 'Der Crimp muss der in IPC/WHMA-A-620 Tabelle 4-1 für den Drahtquerschnitt definierten Mindestzugkraft standhalten – von 10 N für 30 AWG bis zu 265 N für 8 AWG. Ein Ausfall der Zugkraft führt zum Ausfall des Steckverbinders bei Vibration oder Installationsspannung.'}, {'Titel': 'Elektrische Kontinuität', 'Inhalt': 'Eine gasdichte Crimpverbindung hält den Kontaktwiderstand über die gesamte Lebensdauer unter 1 mΩ. Ein loser Crimp kann bei Raumtemperatur akzeptabel sein, steigt aber nach 1.000 thermischen Zyklen auf über 50 mΩ – genug, um Spannungsabfälle, Signalfehler oder einen vollständigen Stromkreisausfall zu verursachen.'}, {'Titel': 'Umweltschutz', 'Inhalt': 'Bei Automobil- und Schiffsanwendungen muss die Crimpzone vorhanden sein Feuchtigkeit, Salznebel und Reinigungslösungsmittel ausschließen. Versiegelte Anschlüsse mit einem umspritzten Gelstopfen erweitern diesen Schutz auf die Kabelhülse – entscheidend für ABS, Airbag- und Außensensorverkabelung gemäß den Anforderungen von SAE J2030.'}]
2. Arten von Crimp-Anschlussklemmen: offene, geschlossene und Aderendhülsen
Drei Anschlusstypen decken die meisten Kabelbaumanwendungen ab. Jedes verfügt über eine andere Zylindergeometrie, die die Werkzeugkompatibilität, die Inspektionsmethode und den Umweltschutzgrad bestimmt.
Open-Barrel-Terminals sind der Produktionsstandard für Kabelbäume in der Automobil- und Industriebranche. Die U-förmige Kabelhülse ermöglicht es einem geschulten Prüfer, die Füllung und den Sitz des Leiters vor dem Einsetzen der Klemme in ein Steckverbindergehäuse visuell zu überprüfen. Dieser visuelle Zugang macht Crimps mit offenem Zylinder zum bevorzugten Format für alle IPC/WHMA-A-620 visuellen Akzeptanzkriterien.
Tisch
| Terminaltyp | Fassgeometrie | Inspektionsmethode | Typische Anwendung | Werkzeugkompatibilität |
|---|---|---|---|---|
| Offener Lauf (F-Crimp) | U-förmig, oben offen | Visuell + Zugkraft | Automobil, Industrie, Unterhaltungselektronik | Ratschencrimper, Applikator, Presse |
| Geschlossener Lauf (Stoßspleiß) | Zylindrisch, vollständig geschlossen | Zugkraft- und Widerstandsmessung | Marine, Spleißverbindungen, abgedichtete Steckverbinder | Crimpzange mit geschlossenem Zylinder (geformte Matrize erforderlich) |
| Ferrule (Endhülse) | Zylindrisch, an einem Ende offen | Visuell + Zugkraft | PLC Verkabelung, Schalttafelanschlüsse, Litzendraht zu Schraubklemmen | Aderendhülsen-Crimper (Sechskantmatrize) |
| Schneidklemmtechnik (IDC) | Gegabelter Schlitz, kein Abisolieren erforderlich | Zugkraft | Flachkabel, Flachbandkabel, Telekommunikation | IDC Werkzeug oder Presse |
3. Crimpwerkzeuge: Von der manuellen Ratsche bis zur vollautomatischen Crimpzange
Die Auswahl des Crimpwerkzeugs bestimmt den Produktionsdurchsatz, die Crimpkonsistenz und die Rückverfolgbarkeit der Qualität. Mit einer manuellen Ratschen-Crimpzange lassen sich in erfahrenen Händen akzeptable Crimps erzielen – die Prozesskontrolle hängt jedoch vollständig von den Fähigkeiten und der körperlichen Verfassung des Bedieners ab. Automatisierte Applikatoren eliminieren diese Variable auf Kosten höherer Werkzeuginvestitionen.
Bei Produktionsvolumina über 500 Kabelbäumen pro Monat ist aus wirtschaftlichen Gründen fast immer ein halbautomatischer Tischapplikator dem manuellen Crimpen vorzuziehen. Die Crimps des Applikators sind gleichmäßiger, die Ermüdung des Bedieners wirkt sich nicht auf die Crimphöhe aus und der Kraftsensor des Applikators sorgt für die Echtzeitausschleusung von Crimps, die nicht den Spezifikationen entsprechen.
Tisch
| Werkzeugtyp | Volumeneignung | Crimphöhenkontrolle | Kostenbereich (USD) | Qualitätsrückverfolgbarkeit |
|---|---|---|---|---|
| Manuelle Ratschenzange | 1–500/Monat | Bedienerabhängig (Ratsche verhindert Teilschließung) | 30–300 $ | Nur Zugkrafttest |
| Tischapplikator (manuelle Presse) | 200–5.000/Monat | Matrizengesteuert, konsistent innerhalb von ±0,10 mm | 200–2.000 $ | Zugkraft + Crimphöhe des ersten Artikels |
| Pneumatischer/hydraulischer Pressapplikator | 1.000–20.000/Monat | Kraftgesteuert, ±0,05 mm | 500–5.000 US-Dollar | Kraftüberwachung, Prozessdaten |
| Automatisiertes Cut-Strip-Crimp (Komax, Schleuniger) | >5.000/Monat | Kraft- und Sichtprüfung pro Crimp | 20.000–150.000 US-Dollar | Pro-Crimp-Kraft, Länge, Fehlererkennung |
Hinweis: Werkzeugqualifizierung gemäß IPC/WHMA-A-620: Crimpwerkzeuge müssen zu Beginn jedes Produktionslaufs kalibriert und überprüft werden. Werkzeuge, die heruntergefallen sind, repariert wurden oder Werkzeugverschleiß aufweisen, müssen vor der Wiederverwendung in der Produktion erneut durch Crimphöhenmessung und Zugkrafttests validiert werden. Dokumentieren Sie alle Werkzeugkalibrierungen im Prozesskontrollplan.
4. Crimphöhe: Die wichtigste Spezifikation, die Sie möglicherweise nicht genau angeben
Die Crimphöhe (H) ist der Abstand über die komprimierte Drahthülse, gemessen senkrecht zur Crimprichtung. Es handelt sich um die wichtigste Maßangabe beim Crimpen von Kabelbäumen – und diejenige, die in Konstruktionszeichnungen am häufigsten fehlt.
Jeder Klemmenhersteller veröffentlicht ein Crimphöhenfenster (H_min bis H_max) für jeden Drahtquerschnitt und Leiterquerschnitt. Eine Crimphöhe außerhalb dieses Fensters ist unter IPC/WHMA-A-620 ein Ausschusszustand, unabhängig vom Ergebnis der Zugkraft. Ein Crimp kann den Zugkrafttest bestehen, auch wenn er sich außerhalb der Crimphöhenspezifikation befindet – die Drahthülsenkontakte halten möglicherweise unter statischer Spannung, überstehen jedoch während der Lebensdauer keine zyklische Ermüdung oder thermische Ausdehnung.
Die Crimphöhe wird nach jedem Werkzeugwechsel und beim ersten Artikel mit einem Messermikrometer (Crimphöhenmessgerät) gemessen. Die Häufigkeit der Probenahmen während der Produktion hängt von der Klasse IPC-620 ab: Klasse 2 erfordert regelmäßige dokumentierte Kontrollen; Klasse 3 erfordert dokumentierte Häufigkeit und statistische Prozesskontrolldaten.
Tisch
| AWG | Aderquerschnitt (mm²) | Typische H_min (mm) | Typisches H_max (mm) | Toleranzfenster |
|---|---|---|---|---|
| 30 AWG | 0,05 mm² | 0,60 | 0,75 | 0,15 mm |
| 28 AWG | 0,08 mm² | 0,72 | 0,88 | 0,16 mm |
| 26 AWG | 0,13 mm² | 0,85 | 1,00 | 0,15 mm |
| 24 AWG | 0,20 mm² | 1,00 | 1.17 | 0,17 mm |
| 22 AWG | 0,34 mm² | 1.15 | 1,35 | 0,20 mm |
| 20 AWG | 0,50 mm² | 1,35 | 1,55 | 0,20 mm |
| 18 AWG | 0,75 mm² | 1,55 | 1,78 | 0,23 mm |
| 16 AWG | 1,00 mm² | 1,75 | 2,00 | 0,25 mm |
| 14 AWG | 1,50 mm² | 1,95 | 2,25 | 0,30 mm |
| 12 AWG | 2,50 mm² | 2.20 | 2,55 | 0,35 mm |
Hinweis: Diese Crimphöhenwerte sind repräsentativ für Standard-Kupferanschlüsse mit offener Hülse. Überprüfen Sie H_min und H_max immer anhand der Anwendungsspezifikation des Terminalherstellers für die spezifische Terminal-Teilenummer. Übertragen Sie Crimphöhenangaben nicht ohne erneute Überprüfung zwischen den Teilenummern der Klemmen – selbst Klemmen mit identischer physischer Geometrie von verschiedenen Herstellern können unterschiedliche Crimphöhenfenster haben.
Zitat
Text: Die Crimphöhe ist kein Vorschlag – sie ist der maßliche Beweis dafür, dass das Werkzeug, der Anschluss und der Draht kompatibel sind. Ich habe gesehen, dass Kabelbaumbaugruppen die Eingangsprüfung mit Zugkräften über dem Mindestwert, aber Crimphöhen bestanden, die 0,15 mm außerhalb der Spezifikation lagen. Jede dieser Baugruppen zeigte nach 500 thermischen Zyklen einen erhöhten Kontaktwiderstand. Das Crimphöhenfenster existiert, weil die Klemmeningenieure vor der Veröffentlichung der Spezifikation genau diesen Fehlermodus getestet haben.
Autor: Hommer Zhao
Rolle: Technischer Direktor
5. Zugkraftprüfung: IPC/WHMA-A-620 Mindestwerte von AWG
Bei der Zugkraftprüfung wird die axiale Kraft gemessen, die erforderlich ist, um den Crimpdraht aus der Anschlusshülse herauszuziehen. IPC/WHMA-A-620 Tabelle 4-1 definiert Mindestzugkraftwerte für jeden AWG von 30 bis 2/0. Hierbei handelt es sich um Mindestwerte der Klasse 2/3 – der Untergrenze, unter der eine Crimpung unabhängig vom optischen Erscheinungsbild als Ausschuss gilt.
Zugkrafttests werden durchgeführt, indem der Draht und der Anschluss separat in einer Zugprüfvorrichtung gegriffen und mit kontrollierter Geschwindigkeit gezogen werden. Das Ergebnis ist die Spitzenkraft vor dem Versagen. An der Crimpzone sollte ein Fehler auftreten. Wenn stattdessen die Drahtisolierung ausfällt, greifen Sie erneut und testen Sie erneut. Ein Isolationsfehler bedeutet, dass die Prüfvorrichtung die Isolierung und nicht das Leiterbündel erfasst hat.
Für die Erstmusterprüfung ist ein Zugtest an der ersten Produktionseinheit erforderlich. In der Produktion gilt die statistische Stichprobenziehung. IPC-620 Klasse 3 erfordert typischerweise eine Abtastfrequenz, die eine durch SPC-Daten unterstützte Prozesskontrolle aufrechterhält, insbesondere für sicherheitskritische Kabelbäume in der Automobilindustrie.
Tisch
| AWG | Drahtquerschnitt | IPC-620 Min. Zugkraft (Klasse 2/3) | Luft- und Raumfahrt-/medizinisches Ziel (Klasse 3 +20 %) |
|---|---|---|---|
| 30 AWG | 0,05 mm² | 10 N | 12 N |
| 28 AWG | 0,08 mm² | 15 N | 18 N |
| 26 AWG | 0,13 mm² | 20 N | 24 N |
| 24 AWG | 0,20 mm² | 30 N | 36 N |
| 22 AWG | 0,34 mm² | 45 N | 54 N |
| 20 AWG | 0,50 mm² | 55 N | 66 N |
| 18 AWG | 0,75 mm² | 80 N | 96 N |
| 16 AWG | 1,00 mm² | 100 N | 120 N |
| 14 AWG | 1,50 mm² | 130 N | 156 N |
| 12 AWG | 2,50 mm² | 160 N | 192 N |
| 10 AWG | 4,00 mm² | 200 N | 240 N |
| 8 AWG | 6,00 mm² | 265 N | 318 N |
6. Gasdichte Crimps: Was sie sind und wann Sie sie brauchen
Bei einem gasdichten Crimp reicht die Kompression der Leiterlitzen gegen die Anschlusshülse aus, um jegliche Luft aus der Kontaktzone auszuschließen. Ohne Luftzugang kann die sich auf den Leiteroberflächen bildende Kupferoxidschicht nicht wachsen – der Kontaktwiderstand bleibt über die gesamte Lebensdauer des Kabelbaums stabil.
Gasdichte Crimps sind obligatorisch für: Hochstromanwendungen im Automobilbereich über 15 A, abgedichtete Steckverbinder in der Unterboden- oder Motorhaubenführung, Marine- und Offshore-Kabelbäume, die Salzluft ausgesetzt sind, sowie medizinische Kabelbäume oder Kabelbäume der Klasse 3, bei denen die Stabilität des Kontaktwiderstands eine Anforderung an die Patientensicherheit ist.
Mit einer Zugkraftprüfung können Sie die Gasdichtheit nicht überprüfen. Die Zugkraft misst nur die mechanische Retention. Die Gasdichtheit erfordert entweder: (a) einen Crimp-Querschnittsschnitt, eine Montage und eine mikroskopische Untersuchung, um sicherzustellen, dass an den Kontaktstellen zwischen Leiter und Zylinder keine Luftporen vorhanden sind, oder (b) einen beschleunigten Salzsprühkorrosionstest gemäß IEC 60512, gefolgt von einer Messung des Kontaktwiderstands. Die meisten OEM-Qualitätspläne für die Automobilindustrie erfordern eine Querschnittsanalyse beim ersten Artikel und nach jedem Crimpwerkzeugwechsel.
Zitat
Text: Der Begriff „'gasdichte Crimpung'“ wird oft lose als Marketingaussage verwendet. Ein wirklich gasdichter Crimp erfordert ein bestimmtes Kompressionsverhältnis, einen bestimmten Prozentsatz der Leiterfüllung innerhalb der Hülse und keine Hohlräume an der Schnittstelle zwischen Hülse und Leiter. Dies können Sie nur mit einer Querschnittsanalyse unter dem Mikroskop überprüfen – nicht mit einem Zugkraftprüfgerät. Jeder Lieferant, der gasdichte Crimps beansprucht, sollte in der Lage sein, Ihnen Querschnittsfotos aus seinen Produktionsqualifikationsunterlagen vorzulegen.
Autor: Hommer Zhao
Rolle: Technischer Direktor
7. Drahtvorbereitung: Abisolierlänge, Litzenanzahl und Leitersitz
Fehler bei der Drahtvorbereitung sind nach einer fehlerhaften Werkzeugeinrichtung die zweithäufigste Ursache für Crimpfehler. Drei Parameter bestimmen die Qualität der Drahtvorbereitung: Abisolierlänge, Litzenanzahl im Zylinder und Leitersitztiefe.
Die Abisolierlänge für einen Anschluss mit offener Hülse beträgt typischerweise 5–8 mm für die Drahthülse, wobei 0–1 mm des freiliegenden Leiters nach dem Crimpen über das Drahthülsenende hinaus sichtbar ist. Ein zu langer Streifen führt zu einer freiliegenden Zone des Leiters, die anfällig für Kurzschlüsse mit benachbarten Leitungen ist. Bei einem zu kurzen Streifen bleiben Litzen außerhalb des Drahtzylinders, wodurch die Anzahl der Litzen in der Crimpzone verringert wird und die Zugkraft unter die Spezifikation sinkt.
Litzendraht vor dem Crimpen niemals verzinnen (vorlöten). SAE J1128, IPC/WHMA-A-620 und die meisten Automobilspezifikationen OEM verbieten ausdrücklich die Verzinnung von Crimpanschlüssen. Mit Lötzinn verzinnte Litzen verfestigen das Leiterbündel – das Bündel kann nicht richtig komprimiert und kalt verschweißt werden. Ein Crimp aus verzinnten Litzen besteht in der Regel die ersten Zugkrafttests, besteht den Ermüdungstest jedoch bei 10–30 % der Zyklen nicht, die ein Crimp aus blankem Kupfer übersteht.
Karten: [{'title': 'Abisolierlänge', 'Inhalt': 'Ziel: alle Leiterstränge innerhalb der Drahthülse, 0–1 mm sichtbar hinter dem Hülsenende. Verwenden Sie für die Produktion Abisoliermaschinen, die auf ±0,5 mm kalibriert sind. Das Abisolieren mit einer Klinge von Hand führt zu unregelmäßigen Abisolierlängen und häufig zu Einkerbungen der Litzen, was IPC-620 Klasse 3 als Ausschusszustand behandelt.'}, {'Titel': 'Strandanzahl im Zylinder', 'Inhalt': 'Alle Litzen müssen sich vor dem Crimpen innerhalb des Drahtzylinders befinden. IPC/WHMA-A-620 lehnt jegliche Crimpung ab, bei der eine oder mehrere Litzen aus der Drahthülse auf der Leiterseite austreten. Birdcaging – das Auffächern von Litzen vor dem Eintritt in den Zylinder – ist ebenfalls eine Ausschussbedingung in allen Klassen.'}, {'title': 'Keine Vorverzinnung', 'content': 'Verzinnen Sie niemals Litzen vor dem Crimpen. SAE J1128 und IPC/WHMA-A-620 verbieten beide das Vorverzinnen an Crimpanschlüssen. Dieses Verbot gilt auch dann, wenn der Anschluss auch in einem nachgelagerten Sekundärvorgang gelötet wird – der Crimp muss zuerst auf blankem Kupfer durchgeführt werden.'}]
8. Sieben häufige Crimpfehler und wie man sie erkennt
Kabelbaum-Inspektionsteams prüfen gemäß IPC/WHMA-A-620 auf sieben Kategorien von Crimpfehlern. Jedes hat eine eindeutige visuelle Signatur, eine Grundursache im Werkzeug oder Prozess und ein definiertes Annahme-/Ablehnungskriterium, das je nach Qualitätsklasse variiert.
Tisch
| Defekt | Visuelle Anzeige | Grundursache | IPC-620 Urteil |
|---|---|---|---|
| Kaltcrimp | Flaches, ungeformtes Aussehen; Der Drahtzylinder weist keine Querschnittsverformung auf | Werkzeug nicht vollständig geschlossen; Ratsche wird vor dem vollständigen Schließen freigegeben; Matrizenfehlausrichtung | Ablehnen – alle Klassen |
| Overstruck (overcrimped) | Zerkleinertes oder rissiges Laufmetall; extrudiertes Material; sichtbare Leiterschäden | Falsche Matrizengröße (zu klein); falscher Anschluss für Drahtstärke; Abgenutzte Matrize führt zu falscher Crimphöhe | Ablehnen – alle Klassen |
| Unterkräuselt | Lockerer Lauf; Einzelne Litzen sind als separate Drähte unter den Fasswänden sichtbar | Falsche Matrizengröße (zu groß); abgenutzter Würfel; Falscher Anschluss für Drahtquerschnitt | Ablehnen – alle Klassen |
| Litzenschaden (Einkerbung oder Schnitt) | Helle Schnittspuren oder Kerben an den Leiterlitzen innerhalb oder in der Nähe des Kabelmantels | Falsche Einstellung des Abisoliermessers; scharfe Stanzkanten; Falsches Werkzeug für den Kabeltyp | Ablehnen, wenn >10 % der Litzen beschädigt sind (Klasse 3: Jeder Einschnitt ist ein Ausschuss) |
| Beschädigung des Isolierzylinders | Isolierhülse schneidet durch Drahtmantel; Der blanke Leiter liegt an der Crimpzone der Isolierung frei | Isolierzylinderdüse zu fest; falsches Werkzeug für Draht OD; falsch ausgerichteter Isolierzylinder | Ablehnen – alle Klassen, wenn der Leiter freigelegt ist |
| Leiterspalt (unvollständiger Sitz) | Die Fäden reichen nicht bis zum Fassboden; sichtbarer Spalt zwischen Litzenende und Anschlusskontaktunterseite | Streifenlänge zu kurz; Litzen vor dem Crimpen nicht nach unten gedrückt; Vogelkäfig beim Einführen | Ablehnen, wenn der Abstand einen Drahtdurchmesser überschreitet |
| Vogelkäfig | Die Leiterstränge fächern sich nach außen auf und bilden eine Kegelform, bevor sie in den Drahtzylinder eintreten | Zu große Streifenlänge; Drahtende vor dem Einführen nicht komprimiert; Zu kleiner Draht für die Klemme | Ablehnen – alle Klassen |
9. IPC/WHMA-A-620 Crimp-Akzeptanzkriterien für Klasse 1, 2 und 3
IPC/WHMA-A-620 definiert drei Qualitätsklassen für Kabelbäume. Klasse 1 umfasst die allgemeine Elektronik, bei der die Funktion die Hauptanforderung ist. Klasse 2 umfasst dedizierte Serviceelektronik, bei der Leistung und erweiterte Zuverlässigkeit erforderlich sind. Klasse 3 umfasst Hochleistungsprodukte, bei denen ein Ausfall inakzeptabel ist – Luft- und Raumfahrt-, Medizin-, Verteidigungs- und Automobilsicherheitssysteme einschließlich Airbag, ABS und aktive Aufhängungsverkabelung.
Beim Crimpen liegt der praktische Unterschied zwischen Klasse 2 und Klasse 3 in der Prüfhäufigkeit der Zugkraft, den Anforderungen an den Crimpquerschnitt und der Toleranz für Randbedingungen. Mehrere Bedingungen, die unter Klasse 2 mit Vorsicht akzeptabel sind, werden unter Klasse 3 völlig abgelehnt.
Der Glocken-Crimp verdient besondere Aufmerksamkeit: Eine leichte nach außen gerichtete Aufweitung an beiden Enden der Drahthülse weist auf einen ordnungsgemäßen Sitz des Leiters hin und ist in allen drei Klassen eine bevorzugte Bedingung. Die Trichtermündung ist kein Mangel – sie ist ein Beweis dafür, dass das Leiterbündel die Hülse vor dem Crimpen vollständig ausgefüllt hat. Unerfahrene Inspektoren äußern manchmal Bedenken, wenn es um die Bestätigung einer gut durchgeführten Crimpung geht.
Tisch
| Zustand | Klasse 1 | Klasse 2 | Klasse 3 |
|---|---|---|---|
| Trichtermündung (leichte Aufweitung an den Laufenden) | Akzeptabel | Akzeptabel (bevorzugt) | Akzeptabel (bevorzugt) |
| Drahtfassgrat/Flügel (nicht durchdringende Isolierung) | Akzeptabel | Akzeptabel | Akzeptabel, wenn kein scharfer Vorsprung vorhanden ist |
| Drahtfassflügel durchdringen die Isolierung | Ablehnen | Ablehnen | Ablehnen |
| Einzellitze außerhalb der Drahthülse (Leiterseite) | Akzeptabel, wenn <1 Strang | Ablehnen | Ablehnen |
| Isoliermaterial im Drahtrohr sichtbar | Akzeptabel (bis zu 50 %) | Akzeptabel (bis zu 25 %) | Ablehnen |
| 0–0,5 mm Isolationsspalt am Isolationsrohr | Akzeptabel | Akzeptabel | Akzeptabel |
| >0,5 mm Spalt am Isolierzylinder (blankes Kabel freigelegt) | Mit Vorsicht akzeptabel | Ablehnen | Ablehnen |
| Crimphöhe außerhalb H_min oder H_max | Ablehnen | Ablehnen | Ablehnen |
| Zugkraft unter mindestens IPC-620 Tabelle 4-1 | Ablehnen | Ablehnen | Ablehnen |
Hinweis: Vollständige Akzeptanzkriterien, einschließlich Maßgrenzen und fotografischer Referenzstandards, finden Sie in der aktuellen Ausgabe von IPC/WHMA-A-620, herausgegeben von IPC (Association Connecting Electronics Industries). Stellen Sie sicher, dass Sie die aktuelle Revision verwenden – der Standard wird regelmäßig aktualisiert, um neue Terminaltechnologien und Qualitätsklassenanforderungen widerzuspiegeln.
10. Häufig gestellte Fragen
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Mindestzugkraft für eine Crimpung mit 20 AWG pro IPC/WHMA-A-620?
IPC/WHMA-A-620 Tabelle 4-1 gibt eine Mindestzugkraft von 55 N für einen 20 AWG (0,50 mm²) Crimp gemäß den Anforderungen der Klassen 2 und 3 an. Jede Crimpung unter 55 N gilt unabhängig vom optischen Erscheinungsbild als Ausschuss. Für medizinische Anwendungen und Anwendungen der Klasse 3 in der Luft- und Raumfahrt fügen viele OEM-Qualitätspläne einen Sicherheitsspielraum von 20 % hinzu und erfordern ein Minimum von 66 N. Testen Sie die Zugkraft immer beim ersten Artikel, nach jedem Werkzeugwechsel und mit der in Ihrem Qualitätskontrollplan angegebenen Probenahmehäufigkeit.
Was ist die Crimphöhe und warum ist sie wichtiger als die Zugkraft allein?
Die Crimphöhe ist der Abstand über die komprimierte Drahthülse, gemessen senkrecht zur Crimprichtung, angegeben als H_min bis H_max für jede Kombination aus Anschluss und Drahtquerschnitt. Ein Crimp kann den Zugkrafttest bestehen, auch wenn er sich außerhalb der Crimphöhenspezifikation befindet – die Drahthülsenkontakte halten möglicherweise unter statischer Spannung, versagen jedoch während der Lebensdauer bei zyklischer Ermüdung oder thermischer Ausdehnung. Für eine vollständige Qualifizierung sind beide Messungen erforderlich. Die Crimphöhe außerhalb des Fensters wird in allen IPC-620-Klassen abgelehnt, unabhängig vom Ergebnis der Zugkraft.
Kann ich vorverzinnten (lotbeschichteten) Draht in einem Kabelbaum crimpen?
Nein. SAE J1128, IPC/WHMA-A-620 und die meisten Automobilspezifikationen OEM verbieten ausdrücklich das Vorverzinnen von Leiterlitzen vor dem Crimpen. Mit Lötzinn verzinnte Litzen verfestigen das Leiterbündel – es kann nicht auf die für das Kaltschweißen erforderliche Crimphöhe zusammengedrückt werden. Ein Crimp aus verzinnten Litzen besteht in der Regel die ersten Zugkrafttests, besteht den Ermüdungstest jedoch bei 10–30 % der Zyklen nicht, die ein Crimp aus blankem Kupfer übersteht. Wenn Ihre Anwendung sowohl eine Crimp- als auch eine nachgeschaltete Lötverbindung erfordert, führen Sie die Crimpung zuerst auf blankem Kupfer durch, bevor Sie mit der Verzinnung beginnen.
Was ist der Unterschied zwischen einer Glockencrimpung und einer defekten Crimpung?
Die Trichtermündung ist eine leichte nach außen gerichtete Aufweitung an beiden Enden des Drahtrohrs und stellt einen bevorzugten Zustand und keinen Mangel dar. Es zeigt an, dass die Leiterstränge die Hülse vor dem Crimpen vollständig ausgefüllt haben und dass das Bündel richtig sitzt. Ein IPC-620-geschulter Inspektor stellt fest, dass die Glocke ein Beweis für eine gute Crimpung ist. Zu den fehlerhaften Crimps zählen Überpressung (Lauf unter H_min gequetscht), Untercrimpung (Lauf über H_max lose), Kaltcrimpung (keine Verformung) und Vogelkäfigbildung (Litzen aufgefächert, bevor der Lauf in den Zylinder eintritt). Dies sind Ablehnungsbedingungen für alle Klassen.
Mein Hersteller behauptet, dass ihre Crimps gasdicht sind. Wie kann ich das überprüfen?
Fordern Sie Querschnittsfotos aus ihren Produktionsqualifikationsunterlagen an. Eine gasdichte Crimpverbindung erfordert eine mikroskopische Querschnittsanalyse, um Folgendes zu bestätigen: Keine Luftporen an den Schnittstellen zwischen Leiter und Zylinder, ein Kompressionsverhältnis der Leiterlitzen von 75–85 % des ursprünglichen Querschnitts und keine Mikrorisse im Metall des Zylinders. Eine Zugkraftprüfung allein kann die Gasdichtheit nicht nachweisen. Fordern Sie außerdem Kontaktwiderstandsdaten vor und nach 1.000 thermischen Zyklen bei -40 °C bis +125 °C an – ein echter gasdichter Crimp hält den Kontaktwiderstand während des gesamten Tests unter 1 mΩ.
Ich benötige 500 Kabelbäume mit Crimpanschlüssen. Welche Crimpqualitätsdokumentation sollte ich vom Hersteller verlangen?
Für einen Produktionslauf von 500 Einheiten benötigen Sie: (1) Erstmusterprüfbericht mit Crimphöhenmessungen für jede verwendete Anschlussteilnummer, (2) Zugkrafttestergebnisse vom Erstmuster mit einzelnen Messwerten im Vergleich zu IPC-620 Tabelle 4-1-Mindestwerten, (3) Crimpwerkzeug-Kalibrierungsaufzeichnungen mit Qualifikationsdatum und Kalibrierungsintervall, (4) Crimpquerschnittsfotos, wenn für Ihre Anwendung gasdichte Crimps erforderlich sind, und (5) Rückverfolgbarkeitsaufzeichnungen, die Anschlusschargennummern mit spezifischen Seriennummern der Kabelbaumeinheiten verknüpfen. Fordern Sie für die Programme IATF 16949 oder ISO 13485 auch den vollständigen Prozessleitplan für den Crimpvorgang an.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Mindestzugkraft für eine Crimpung mit 20 AWG pro IPC/WHMA-A-620?
IPC/WHMA-A-620 Tabelle 4-1 gibt eine Mindestzugkraft von 55 N für 20 AWG (0,50 mm²) unter den Anforderungen der Klassen 2 und 3 an. Jede Crimpung unter 55 N gilt als Ausschuss. Qualitätspläne für Luft- und Raumfahrt und Medizin der Klasse 3 fügen in der Regel eine Marge von 20 % hinzu und erfordern mindestens 66 N.
Was ist die Crimphöhe und wie messe ich sie?
Die Crimphöhe ist der Abstand über die komprimierte Drahthülse, gemessen senkrecht zur Crimprichtung, definiert als H_min bis H_max für jede Kombination aus Anschluss und Drahtquerschnitt. Gemessen mit einem Messermikrometer (Crimphöhenmessgerät) nach Werkzeugwechseln und beim ersten Artikel. Eine Crimpung außerhalb von H_min oder H_max gilt in allen IPC-620-Klassen als Ausschuss.
Was ist eine gasdichte Crimpung und wie wird sie überprüft?
Eine gasdichte Crimpverbindung schließt jegliche Luft aus der Kontaktzone zwischen Leiter und Zylinder aus, verhindert so das Wachstum von Oxid und hält den Kontaktwiderstand über die gesamte Lebensdauer unter 1 mΩ. Für die Überprüfung ist eine Querschnittsmikroskopanalyse erforderlich, um zu bestätigen, dass an der Schnittstelle keine Luftporen vorhanden sind. Zugkrafttests allein können die Gasdichtheit nicht überprüfen.
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