QC優秀成果┃礦用綜采綜合接入器電路板焊接合格率提升措施：天瑪智控

2025年04月22日 17:36 智能礦山雜志責編：戚金榮作者：智能礦山雜志

語音播報

點擊播放

礦用綜采綜合接入器（簡稱接入器）是井下SAM綜采自動化控制系統中的關鍵產品，負責綜采工作面以太網信號、CAN信號和串口信號的轉發通信，產品質量和可靠性直接關系到煤礦井下無人化自動開采技術的順利進行。

文章來源：《智能礦山》2025年第3期“革新·改造：優秀QC成果”欄目

第一作者：于淼，現任北京天瑪智控科技股份有限公司質量管理部副主任，2023年獲評“專業級”中國質量協會質量信得過班組，2024年榮獲中國煤炭科工集團有限公司QC小組活動成果第二名，主要從事質量管理相關工作。E-mail：yumiao@tdmarco.com

作者單位：北京天瑪智控科技股份有限公司

引用格式：于淼，段相穎，趙光，等. 礦用綜采綜合接入器電路板焊接合格率提升措施[J]. 智能礦山，2025，6(3)：52-56.

點擊文末左下角閱讀原文，免費下載閱讀pdf全文

關注微信公眾號，了解更多礦山智能化建設進展

確定攻關課題

通過對接入器不合格產品進行故障分類，發現因電路板原因造成不合格占比為97.5%；在因電路板原因造成的不合格品中，線芯脫落故障問題占比為85.6%；分析接入器產品裝配工藝，線芯脫落故障現象產生的環節為電路板焊接工序。接入器產品不合格原因如圖1所示，故障問題分析見表1。

undefined

圖1 接入器不合格原因分析

表1 故障問題分析

通過對接入器產品市場需求和重要度評估，圍繞降本增效目標，確定QC小組的攻關課題為提升接入器電路板焊接合格率。為設定具體的改進目標，統計常規產品生產合格率，統計結果見表2，常規產品平均生產合格率為95.23%，因此設定提升接入器電路板焊接合格率為95%。

表2 常規產品生產合格率

接入器故障原因分析

QC小組分析并梳理出11條線芯脫落原因，制定了主要原因確認清單，排除非要因，精準確認主要原因。對末端原因按人、機、料、法、環進行分類，接入器產品電路板發生變更前后生產人員和生產場所未發生變更，因此僅分析機、料、法3類末端原因，分析并確認末端原因清單見表3。

表3 末端原因清單

（1）電烙鐵溫度過低

電烙鐵焊接溫度為（320±2）℃,連續工作3h溫漂±2℃。經專業測溫儀測量發現，溫度控制和溫漂控制均不合格，現狀照片如圖2所示，溫度和溫漂控制驗證見表4。電烙鐵的實際溫度與顯示溫度差距明顯，長時間使用后電烙鐵不能保持恒溫，焊接溫度不穩定對焊接質量影響明顯，判定此為接入器電路板合格率低的主要原因。

undefined

圖2 溫度和溫漂控制現狀照片

表4 溫度和溫漂控制驗證

（2）線芯柔韌性差

破壞性測試不同直徑的線芯，左側為生產中使用的規格為0.75mm2的硬質線芯，右側為對比組的0.5mm2高溫軟導線芯，線芯柔韌性測試如圖3所示。經測試2種線芯均能承受數百次晃動拉拽不脫落，抗拉拽效果無區別，判定此為接入器焊接合格率低的非要因。

undefined

圖3 線芯柔韌性測試

（3）線芯損傷/剝皮長度不統一

焊接前需對線纜進行脫頭處理，若露出線芯損傷或長度不統一會導致焊接后線芯脫落。經現場檢查發現使用專用線纜脫頭設備，無線芯損傷和長度不統一的情況發生，判定此為接入器焊接合格率低的非要因，損傷線芯驗證如圖4所示。

undefined

圖4 損傷線芯驗證

（4）電路板焊盤有污染

使用40倍數字顯微鏡觀察檢驗，不合格品的焊盤表面存在污染氧化情況。為驗證焊盤污染氧化對線芯脫落造成的影響，采用3種方式對焊盤進行處理效果見表5。經驗證電路板焊盤表面污染，將導致焊料浸潤性變差，無法形成有效焊接，導致線芯脫落，判定此為接入器焊接合格率低的主要原因，焊盤污染對比如圖5所示。

表5 焊盤污染處理后焊接合格率統計

undefined

圖5 焊盤污染對比

（5）PCB沉金厚度不足/PCBA加工不合格

抽取不合格批次電路板進行送檢，經專業檢測機構分析，PCB板化學鎳金層除金層致密性差外，并未發現其他影響可焊性的嚴重缺陷，對本批次焊接后的線芯進行拉脫力試驗，對比發現以往批次合格品與本批次合格品拉脫力無明顯差異，均達29N·m標準，判定此為接入器焊接合格率低的非要因。

（6）電路板焊盤孔徑小、間距小

通過測試發現電路板焊盤間距小，為避免相鄰兩線接觸短路，焊接時容易造成虛焊；因焊盤孔直徑小，不能穿孔焊容易接造成線芯與電路板接觸面積小，2種情況均會影響焊接質量，造成線芯脫落情況，判定此為接入器焊接合格率低的主要原因。

接入器合格率改進措施

QC小組成員針對導致接入器合格率低的主要原因制定相應的改進措施，通過保持電烙鐵溫度穩定、提高電路板焊盤潔凈度、增大焊盤孔徑和間距3種有效措施，提升了接入器的焊接合格率。

3.1 保持電烙鐵溫度穩定

將現場電烙鐵替換為恒溫數顯電烙鐵，采購專業測溫儀，定期對電烙鐵溫度及溫漂進行校驗，新電烙鐵可實現溫度精準控制，溫度穩定，連續工作3h后溫度變化≤±2℃。

3.2 提高電路板焊盤潔凈度

通過更改焊接方式，在焊接前進行外觀檢查和搪錫實驗，并定期進行人員焊接培訓；修訂電路板沉金厚度技術要求為1.5U，PCB覆銅厚度不小于1盎司；增加40倍數字顯微鏡觀察電路板焊盤的外觀檢驗工序，通過更新技術要求，電路板焊盤表面污染等明顯質量問題明顯改善。

3.3 增大焊盤孔徑和間距

增大焊盤間距離避免連點情況，焊接質量和效率同時得到提升，每件產品可節約工時12s；增大焊盤過線孔直徑尺寸，實現導線穿孔焊接，增大導線接觸面積，焊盤孔徑增大至2.0mm，間距增大至3.6mm，改進后焊接強度增加，避免了虛焊情況出現。電路板孔徑、間距驗證如圖6所示。

undefined

圖6 電路板孔徑、間距驗證

效果驗證及鞏固措施

4.1 效果驗證

實施提高接入器焊接合格率的對策后，QC小組成員連續統計了4批次接入器電路板焊接合格率，平均合格率為97.06%，實現了接入器電路板焊接合格率為95%課題目標，整改實施后焊接合格率統計情況見表6。

表6 對策實施后焊接合格率統計

4.2 鞏固措施

（1）制定“質量三卡”的管理模式，分別為寫實卡、分析卡與糾錯卡，通過匯總并分析“質量三卡”的現場質量問題，形成閉環質量管理模式，特別是針對錯誤案例展示交流，對操作人員提前預警，避免出現類似故障情況。

（2）定期組織開展人員技能和質量意識培訓，采用學習與反思相結合的方式，確保培訓效果最大化。

（3）制定了工具點檢與定期校準制度，降低因工具問題導致的質量風險，實現精細化管理。

結語

通過接入器電路板焊接合格率提升措施的QC活動，將焊接工序列為組裝最主要的工序之一，QC小組采用插接/壓接技術取代傳統焊接方式，降低制造成本和組裝復雜性。初步統計傳統單臺接入器焊接時間約為162s，改為插接方式后單臺接入器接口插接時間約為22s，組裝時間減少約140s。通過接入器電路板焊接合格率提升措施的QC活動，增強小組成員質量控制意識，提升運用QC方法的能力，為后續解決類似問題積累了寶貴經驗。

END

編輯丨李莎

審核丨趙瑞