Особенности и пошаговый алгоритм сварки оптоволокна
Сегодня в РФ для передачи сигнала одновременно с металлическим кабелем применяется оптическое волокно (ОВ). Материал обладает многими преимуществами, однако работать с ним сложнее. Для монтажа оптоволоконной сети применяется метод высокоточной сварки, для проведения которой требуется специальное оборудование. Сварка оптоволокна проводится людьми с большим опытом, а новички могут выполнять ее только под присмотром более опытных работников. Какое оборудование для сварки оптоволокна необходимо для проведения работ? Какие технологические особенности нужно учитывать? И какие ошибки может допустить новичок? В статье эти вопросы будут рассмотрены.
Что такое оптоволокно — краткие сведения
Сварка оптоволоконного кабеля — сложный процесс, для проведения которого нужно знать базовые сведения о конструкции оптоволокна. Поэтому мы сперва кратко рассмотрим вопрос того, что представляет собой этот материал и какими особенностями он обладает. Итак, оптическое волокно (ОВ) — это направляющий канал очень малого диаметра (обычно 125 микрометров), обладающий круглым сечением. Внутри канал является полым, а по нему может проходить электромагнитное излучение с минимальными потерями. Материал активно применяется для передачи сигнала в оптоволоконных линиях связи.
Для генерации сигнала обычно передается свет видимого или инфракрасного диапазона. Свет проходит по каналу под углом, однако за счет полного отражения он не искажается и не затухает. Для создания ОВ-сети применяется оптоволоконный кабель, который состоит из нескольких пучков-жил, в состав которых входит множество направляющих каналов (обычно несколько десятков). Также в состав ОВ-кабеля входят вспомогательные элементы, выполняющие дополнительные функции (защитные, экранирующие, придающие материалу механическую жесткость).
Конструкция оптического волокна
Примерная конструкция ОВ-кабеля выглядит так:
- Несущий трос. Трос делают стекла или упругого металлического сплава, который сверху покрывается тонким слоем лака. Трос выполняет вспомогательные функции — он собирает оптоволоконные и вспомогательные жилы вместе, а также обеспечивает их механическую упругость (чтобы они не сломались и не повредились).
- Двухслойное оптоволокно. Он обеспечивает передачу электромагнитного сигнала по трубкам на любые расстояния. Материал может собираться в пучки, которые часто покрываются цветным лаком. Цвет лака часто указывает на функцию той или иной жилы. Цвет не регулируется государственными правилами, поэтому о назначении той или иной жилы нужно читать в руководстве к материалу.
- Пластиковые трубки. Применяются для сбора оптоволоконных нитей в толстую жилу. В состав одной трубки может входить десятки и даже сотни оптоволоконных полос (на практике их обычно 32-128 штук). Изнутри стенки трубок покрываются гидрофобным гелем. Он обеспечивает отражение лучей свет внутрь материала (скажем, при повреждении кабеля). Также он защищает материал от посторонних сигналов (отталкивает газы и жидкости, которые могут попадать в трубку).
- Кевларовые, стальные защитные нити. Обладают прямоугольной формой и обеспечивают кабелю качественную защиту. Назначение этого слоя — защита материала от растяжения и деформации под действием внешних факторов. Скажем, на открытом воздухе часто есть сильный ветер, который может растягивать материал, что плохо повлияет на качество передачи сигнала. Благодаря металлическим и кевларовым нитям этого не происходит, а кабель сохраняет свою форму в течение длительного времени.
Сигнал при прохождении через оптоволокно может затухать. В идеальных условиях это происходит только из-за естественного затухания, которое возникает из-за поглощения материалом электромагнитного излучения. На степень затухания влияют и другие факторы — наличие повреждений, острые изломы, деформированные участки, нетипичный температурный режим. В случае сбора качественной ОВ-сети степень затухания составляет 2-3 децибел на 1 километр (в случае применения света с длиной волны 0,8 микрометров). В случае длинной протяженной сети допускается использование более длинных волн — это уменьшит степень затухания волны, однако повысит расходы электричества.
Особенности сварки оптоволокна
Для сварки ОВ применяется специальный сварочный аппарат, который способен соединить тонкие жилы в одну нить. Использование обычных сварочных аппаратов в данном случае категорические невозможно — ОВ-каналы обладают очень маленьким диаметром, поэтому применение обычного оборудования в данном случае невозможно. Аппарат для сварки оптоволокна имеет вид небольшой коробки, в которую с двух сторон вставляются края ОВ, а потом выполняется их соединение за счет точечного нагрева.
Сварочный аппарат работает в автоматическом режиме, а большинство операций он проводит без участия оператора. Для сварки понадобится дополнительное оборудование для сварки оптоволокна. Это стриппер, скалыватель (часто выходит в состав сварочной машины), емкость со спиртом (для протирки кабеля), салфетки без ворса, пакетик (для сбора поврежденных мусора или поврежденных оптических волокон), защитные гильзы КДЗС. При необходимости от этого оборудования можно отказаться, однако это снизит качество сварки.
Пошаговый алгоритм ОВ-сварки
Сварка оптоволокна выполняется так:
- Зачистите волокно от лака с помощью стриппера. Обмакните салфетку в спирт, зачистите поверхность материала (обратите внимание, что использовать салфетку повторно не рекомендуется).
- Аккуратно положите край ОВ в аппарат-скалыватель. Класть провод нужно в специальную канавку (линейка на устройства подскажет оптимальную длину). Потом нажмите специальную кнопку, чтобы выполнить скол.
- Достаньте обработанное волокно из скалывателя и поместите его на активную зону сварочного аппарата. Обратите внимание, что к обработанному краю нельзя прикасаться, его нельзя обрабатывать.
- Сколотые фрагменты обязательно соберите в отдельный пакет для сбора мусора. Для удобства утилизации фрагментов можно использовать изоленту или скотч.
- Обработайте второй ОВ-кабель аналогичным образом, положите его на сварочную зону. Наденьте на края защитную гильзу КДЗС, зафиксируйте конструкцию в сварочной зоне с помощью канавок-фиксаторов.
- Выполните запуск аппарата. Устройство автоматически выполнит дополнительную фиксацию, а также очистит края ОВ от частичек пыли и мусора с поверхности с помощью слабого электрического тока.
- Теперь сварочный аппарат сводит края друг с другом, а также проверяет качество сколов. Если все хорошо, то в активную зону посылается мощный электрический разряд, который сплавляет края, формирует прочное соединение.
- Сварочный аппарат тестирует качество полученного соединения и отправляет сигнал оператору. Также выполняется ряд тестов — на затухание, на прочность и другие.
- Оператор достает спайку из сварочного аппарата. Соединение почти готово — чтобы оно получилось прочным, нужно задвинуть КДЗС, поместить конструкцию в печку для сушки (там гильза расплавляется и зафиксирует края).
Нужно ли покупать тестер для ОВ-сварки?
Для пайки купите тест-оборудование, которое покажет, насколько эффективной была сварка. Примеры оборудования — рефлектометры, тестеры, мультиметры и другие. Новичкам следует покупать рефлектометры, поскольку это оборудование дешевое, эргономичное. Еще одно крупное преимущество, которым обладает прибор хорошая чувствительность к затуханию. По ГОСТ нормальным затуханием после сварки признается значение 0,05 децибел. Чувствительность рефлектометров составляет не более 0,01 дБ, поэтому это устройство без проблем определит некачественную сварку.
Рефлектометр выполняет следующие функции:
- Оценивает общее качество сварки, проверяет сеть на наличие мелких дефектов и повреждений.
- Оценивает качество связи при сборке системе, отслеживает все технические параметры сети с высокой точностью, достоверностью.
- Определяет степень затухания сигнала на линии. При обнаружении аномального отклонения (более 0,05 дБ) устройство найдет точку, где происходит наиболее интенсивное затухание.
Популярные ошибки при сварке оптоволокна
При сварке оптического волокна можно допустить много ошибок. Это приводит к проблемам — помехи при прохождении сигнала, появление задержек и даже полное исчезновение сигнала. Чтобы этого не произошло, сварщик должен обладать нужным опытом и квалификацией. Если к работе приступает новичок, то варить ОВ он должен под присмотром более опытного товарища, который сможет поправить или остановить его в нужный момент.
Во время сварочных работ также нужно избегать ошибок, из-за которых могут появиться проблемы с сигналом. Примеры популярных ошибок — помутнение кабеля из-за нарушения правил его хранения, использование кустарно изготовленного стриппера, неправильное хранение сварочного аппарата и другие. В статье популярные ошибки будут рассмотрены и проанализированы, чтобы Вы не допускали их во время сварочных работ. Для удобства чтения и восприятия текста все ошибки будут разделены на несколько категорий.
Подготовительные ошибки
В эту группу попадают ошибки, которые возникают на подготовительном этапе перед проведением сварочных работ, а также на начальном этапе зачистки проводов. Перечислим их:
- Оставление кабеля под открытым небом на долгое время. Кабель под открытым небом нужно хранить в специальной защитной капе. Она минимизирует контакт края кабеля с окружающей средой. Если защитную капу не использовать, то проводные жилы могут впитать в себя влагу и химически активные вещества из окружающей среды. Если Вы все же забыли надеть капу, то перед монтажом/сваркой нужно отрезать от края 1 метр кабеля с каждого конца, чтобы избавиться от потенциально поврежденных жил.
- Применение некачественного стриппера. Инструмент должен пройти юстировку на заводе на финальном этапе изготовления. Юстировка помогает сделать стриппер точным, чтобы во время зачистки кабеля не оставались заусеницы и необработанные участки. Инструменты без юстировки обладают многими недостатками. Самая популярная проблема — при обработке не происходит аккуратного срезания внешнего покрытия, поэтому для удаления оболочки приходится часто двигать стриппером туда-сюда. Из-за это повреждается кабель и снижается качество зачистки.
- Зачистка жил кабеля с помощью стриппера под прямым углом. Подобный способ зачистки является неправильным, поскольку в таком случае легко повреждаются жилы, что может сделать кабельную сеть неработоспособной. Если зачистка выполняется при отрицательных температурах (скажем, зимой), то зачистка под прямым углом может привести к полному слому кабеля.
- При удалении лакового покрытия частички лака остаются на стриппере. Во время зачистки такие частички нужно сразу же удалять с поверхности стриппера. Если этого не сделать, то при зачистке на кабеле могут образовываться микротрещины, из-за которых будет ухудшаться качество сварки. В случае маленьких трещин сигнал по сварному кабелю будет проходить с большими искажениями и задержками. При образовании больших трещин сварная конструкция и вовсе может рассыпаться во время сварки.
- Применение стриппера не по назначению (скажем, для обработки обычного пластика). По техническому регламенту инструмент-стриппер используется только для одной цели — обработка, удаление тонких оптоволоконных жил диаметров до 125 микрометров. Если использовать инструмент для зачистки более толстых объектов (скажем, пластик или металл), то острые части стриппера быстро затупятся, а сам инструмент станет бесполезным.
Ошибки зачистки проводов
Ошибки можно также допустить и при обработке проводов для сварки:
- Использование грязных салфеток для протирки жил. Перед сваркой многие люди протирают жилы с помощью маленьких чистых салфеток, которые снимают остатки грязи и мусора с поверхности провода. Это правильный подход — так увеличивается качество сварочных работ, что делает соединение более прочным. Однако для протирки каждой новой жилы нужно использовать новую салфетку, чтобы старый мусор не попадал на новые чистые жилы.
- Вы зачистили жилу, но прикоснулись к ней после зачистки. Это крупная ошибка, поскольку частички пыли плохо повлияют на качество сварного шва. Если Вы все же прикоснулись, то можно протереть провод чистой салфеткой, чтобы сделать его чистым. Если на жилу что-то капнуло, то рекомендуется срезать этот фрагмент и выполнить зачистку заново (использование салфетки будет малоэффективным, поэтому лучше удалить грязный фрагмент, чтобы не рисковать).
- Срезание поврежденных фрагментов с помощью ручных инструментов. Еще одна популярная ошибка, которую часто допускают сварщики-новички. Срез нужно делать с помощью устройства-срезателя, который обычно входит в состав сварочного агрегата. Для среза нужно поместить провод в устройство и закрыть срезатель до щелчка (в результате должен получиться цилиндрический ровный срез без углов или сколов). На старых сварочных инструментах срезатель может отсутствовать — тогда его нужно купить и использовать отдельно.
- Не выполняется отдельный сбор срезанных кусочков. Срезанные фрагменты оптоволокна могут обладать маленькими размерами (размером с мизинец или даже меньше). Все эти фрагменты нужно собрать и положить в специальных мешочек (сейчас такие мешочки часто продаются вместе с оптоволокном или сварочными устройствами). Почему это так важно? Дело в том, что оптоволокно обладает очень высокой прочностью. Если человек случайно наступит на фрагмент провода, то он может загнать его к себе под кожу или сильно пораниться.
- Зачистка оптоволокна после скалывания или его дальнейшее использование. Остатки волокна следует обязательно утилизировать. Поскольку жилы могут вступать в контакт с химически активными веществами из окружающей среды (это может быть вода, атмосферный воздух и так далее). Поэтому не дальнейшее использование материалов не допускается (запрещается также протирание спиртом, дополнительная обработка и так далее).
Сварочные ошибки
Новички могут не знать технические особенности оптоволокна, поэтому при сварке они часто допускают следующие ошибки:
- Открытие сварочного аппарата перед зачисткой. Сварочные устройства обычно продаются со специальным кожухом, который защищает его от мусора, механических повреждений и мусора. Новички-сварщики часто снимают кожух сразу же после доставки оборудования на участок, где будет проводится сварка. Это большая ошибка — если зачищать провода над разобранным аппаратом, то частички мусора могут попасть в аппарат, что снизит качество обработки либо полностью выведет его из строя.
- Игнорирование КДЗС. Комплект динамической защиты соединения (КДЗС) представляет собой две полые трубочки, внутри которых располагается штифт, выполненный из стали. Это устройство помогает зафиксировать жилу, что положительно скажется на качестве сварки. Монтировать КДЗС нужно аккуратно, чтобы жилы попали точно в металлическую жилу.
- КДЗС не покрывает полностью зачищенное волокно. При таком сценарии жесткость соединения будет низкой. Последствия печальны — деформирование сварного соединения, что приведет к снижению уровня сигнала, ухудшению качества передачи. Особенно это критично в случае работы с большими сетями, к которым подключено множество автономных абонентов.
- Полное доверие сварочному оборудованию. В случае долгого использования сварочного аппарата устройство может начать показывать неточные данные. Поэтому для контроля рекомендуется также купить рефлектометр, с помощью которого можно повысить точность сварки. Использование рефлектометра минимизирует риск высокого затухания сигнала, поскольку он позволяет получить точную картинку вокруг оптического волокна.
- Удаление неостывшей муфты из активной зоны сварки. Подобная операция часто выполняется новичками, поскольку она является практичной и удобной. С ее помощью можно ускорить обработку, а жилы в данном ситуации не переплетаются. Особенно критична такая ошибка, если муфта кладется на ложемент. Из-за этого деформируются стенки жилы (высокая температура делает ее гибкой). Получившаяся сварная конструкция будет некачественной, а качество передаваемого сигнала будет низким.
Заключение
Подведем итоги. Оптоволоконный кабель — сложная конструкция, главным элементом которой являются ОВ-каналы, передающие электромагнитное излучение. Сварка оптоволоконного кабеля осуществляется в несколько этапов специальным аппаратом для сварки оптоволокна. Он имеет вид небольшой коробочки, которая работает преимущественно в автоматическом режиме. Сварочный аппарат выполняет следующие функции — сводит края, выполняет точечную сварку, оценивает качество работ. Перед сваркой следует выполнить зачистку материала с помощью стриппера и скалывателя. По завершении конструкцию следует поместить в печь для расплавления КДЗС-гильзы.
Используемая литература и источники:
- Статья на Википедии
- Листвин А. В., Листвин В. Н., Швырков Д. В. Оптические волокна для линий связи. — М.: ЛЕСАРарт, 2003.
- Волоконно-оптические датчики / Под ред. Э. Удда. — М.: Техносфера, 2008.
- Hecht, Jeff. City of Light, The Story of Fiber Optics. — New York: Oxford University Press, 1999.
Источник
Процесс сварки оптических волокон
Волоконно-оптический кабель является самым производительным средством передачи данных. Но в стекле, какая бы оптическая прозрачность у него не была, происходит затухание сигнала.
Кабели имеют конечную длину, их требуется соединять. Места соединений вносят дополнительное затухание сигнала. От их качества зависит производительность линии связи. Поэтому сварка оптоволокна является наиболее ответственным моментом в строительстве магистральных линий связи.
Строение кабеля
Суть технологии сварки заключается в соединении торцов оптического волокна и последующего их нагревании до тех пор, пока они не оплавятся и не соединятся в единое целое.
Для тех, кто работал со стеклом, это покажется элементарным, но нужно иметь в виду, что волокно, по которому передаются данные, имеет диаметр 9 мкм (в 10 раз тоньше человеческого волоса) и требуется, чтобы затухание сигнала не превышало сотых долей децибел.
Чтобы понять суть процесса сварки, надо разобраться в строении оптического кабеля. Он представляет собой сложную конструкцию, в центре которой находится стеклянная нить диаметром 125 мкм. Это всего лишь оболочка 9 микронной нити из сверхчистого стекла, которая и является носителем информации.
Внешнее стекло имеет иной показатель преломления, чем внутреннее. Благодаря этому свет распространяется только по внутренней нити, отражаясь от стенок.
Для защиты оптоволокна от внешних воздействий его покрывают лаком и помещают в трубки-модули с гидрофобным гелем. Дополнительно к этому модули оплетают защитной пленкой.
В качестве дополнительной защиты от влаги все покрывается полиэтиленовой пленкой. Дальше идет броня из кевларовых нитей или стальной проволоки, которая покрывается толстым слоем полиэтилена.
Подготовка инструментов
Основное время занимает подготовка оптоволокна к процессу сварки. От качества подготовки на 50% зависит качество сварки.
Для разделки оптоволоконных кабелей требуется специальный инструмент. Он продается в виде готового набора, куда входят стрипперы, тросокусы, макетный нож, растворитель гидрофоба «D-Gel», безворсовые салфетки и другой обычный инструмент.
При разделке кабелей все делается по инструкции к муфте, где будет находиться место соединения кабелей.
Если волоконно-оптический кабель находился в сырости, его конец длиной около 1 метра нужно отрезать, поскольку он, скорее всего, набрал влаги, которая отрицательно действует на оптоволокно.
Разделка и очистка кабеля
Для снятия внешней оболочки применяется нож-стриппер. У него вращающиеся лезвия, с помощью которых можно срезать наружный слой. Если кабель самонесущий, то трос удаляется тросокусами.
Внутреннюю оболочку следует снимать специально на нее настроенным ножом-стриппером.
С модулей удаляются нитки, плёнка, гидрофоб и другие элементы. Для удаления гидрофоба применяется растворитель D-Gel. Работать нужно в перчатках, гель плохо удаляется с рук. Затем модули протираются одноразовыми безворсовыми салфетками с растворителем, потом спиртом.
На нужном расстоянии модули надрезают стриппером и снимают, оставляя волокна голыми. На этом этапе часто происходит поломка оптоволокна. Сварщику нужно работать предельно осторожно.
Длина оптоволокна без оболочек обычно составляет 1,5-2 м, этого требуют инструкции по монтажу муфт, при сварке и укладке работы облегчаются.
Обращение с волокнами должно быть бережным. Любое повреждение на любом этапе работ приводит к тому, что все приходится делать сначала. Перед сваркой оптоволокна протирают 3-4 сухими салфетками, затем новую салфетку смачивают в спирте и протирают начисто.
На кабель для последующей герметизации ввода в муфту надевают термоусадочную трубку. Когда кабель будет заварен и уложен в муфту, при помощи горелки трубка усаживается.
Кабель завели в муфту, закрепили, можно приступать к замеру необходимой длины оптоволокна и его зачистке. Затем на него надевают термоусадочную трубку КДЗС, которая в дальнейшем будет защищать место сварки.
Голый очищенный конец оптоволокна вставляют в скалыватель. Устройство отрезает волокно так, что торец должен находиться под углом 90 ° к центральной оси. Допустимая погрешность не более 1,5 °.
Процесс соединения
После завершения подготовительных работ начинается сварка:
- спайщик укладывает подготовленное оптоволокно в аппарат для сварки и фиксирует в нем зажимами;
- устройство автоматически начинает сводить волокна до тех пор, пока они не покажутся в секторе обзора камер микроскопов;
- после этого через электроды пропускается кратковременная электрическая дуга, уничтожающая остатки пыли на оптоволокне;
- если состояние волокон нормальное, то прибор с помощью сервомоторов, имеющих возможность перемещать оптоволокно в трех плоскостях, начинает их совмещать;
- подведя торцы волокон почти вплотную, прибор на несколько секунд подает мощную электрическую дугу, которая размягчает стекло;
- аппарат еще ближе подводит разогретые оптоволокна друг к другу, спаивая их таким образом;
- для проверки прочности соединения прибор с заданным усилием пытается развести оптоволокна в разные стороны;
- если тест пройден, то спайщик надевает трубку КДЗС на место сварки и перекладывает ее в печку, где происходит термоусадка гильзы.
Когда таймер сообщает, что процесс закончился, оператор достает оптоволокно и укладывает гильзу КДЗС на охлаждающую полку. Процесс сварки закончился, начинается укладка оптоволокна в муфту.
Сварочные аппараты
Для сварки оптических волокон в России чаще всего используют приборы от японских фирм Fujikura, Sumitomo и китайской Jilong. Японские производители изначально прекрасно проявили себя в этой области, их аппараты лучшие, но китайцы наступают на пятки, выпускают достойные сварочные аппараты по низким ценам.
Чтобы получить качественную сварку оптоволокна требуется сварочный аппарат, способный производить юстировку волокон не только по оболочке, но и по сердцевине.
Они имеет несколько сервомоторов, которые могут перемещать волокно во всех плоскостях. Это позволяет достигнуть наибольшей точности соединения оптоволокон. Большая часть изделий вышеназванных фирм могут произвести качественную юстировку.
Где требования не такие жесткие, как на магистральных линиях связи, можно применять сварочные аппараты с юстировкой по оболочке. Оптоволокно в этих аппаратах подается по V-образным канавкам.
При наличии эксцентриситета центральной жилы или царапины на канавке, качество сварки будет ниже, соответственно затухания будут больше. Японские аппараты универсальные, работают практически со всеми типами волокна.
Скалыватель и рефлектометр
Скалыватель – это механическое высокоточное устройство, обеспечивающее перпендикулярный срез оптоволокна. От качества скола зависит качество сварки.
При плохом сколе интеллектуальные сварочные аппараты просто не варя оптоволокнот. Среди скалывателей японские тоже лучшие.
Некоторые специалисты придают ему настолько большое значение, что при дефиците средств, предпочитают приобрести высококлассный японский скалыватель, а в придачу к нему покупают относительно дешевый китайский сварочный аппарат.
Сразу после скалывания оптоволокна необходимо его вставить в сварочный аппарат и начинать сварку, никаких промежуточных действий быть не должно, иначе это приводит к загрязнению и низкому качеству сварки.
Третий прибор, без которого нельзя обойтись это рефлектометр, он измеряет качество линии, от его показаний зависит, нужна переделка сварки оптоволокна или нет.
Совокупность точных приборов для сварки в сочетании с опытностью оператора будет давать надежное соединение с оптимальными характеристиками для передачи сигнала.
Источник
Сварка оптических волокон
Содержание:
- Оптоволоконный кабель
- Сварочное оборудование
- Подготовка к процессу
- Технология сварки
- Контроль сварки
- Окончание процесса
- Интересное видео
Сварка оптических волокон не требует специального обучения. Но, поскольку имеются некоторые нюансы, то перед началом процесса следует внимательно ознакомиться с инструкцией. Оптические волокна соединяются между собой термической обработкой высокой температуры. Для этого используются особые сварочные аппараты.
Оптоволоконный кабель
Сварка оптоволокна требует понятия о том, как устроен кабель, внутри которого находятся оптические волокна.
- Центральный силовой элемент. Придает всему кабелю жесткость.
- Оптические волокна. Тончайшие нити, которые, собственно, и необходимо сварить.
- Трубки-модули из пластика. В каждом из модулей находится несколько оптических волокон. Расцветка трубочек зависит от предпочтения изготовителя, но информация об этом должна иметься в паспорте на изделие.
- Пленка. Играет защитную роль.
- Полиэтиленовая оболочка. Является дополнительной защитой в области гидроизоляции.
- Броня. Может выполняться из прутьев прямоугольной формы или из проволочек, имеющих круглое сечение. Их наличие позволяет выдерживать кабелю значительные усилия на разрыв.
- Внешняя оболочка. Выполняется из полиэтилена.
У разных производителей могут иметься незначительные отличия.
Сварочное оборудование
Сварка оптики требует предназначенного для этого оборудования. Сварочные аппараты позволяют осуществлять весь сварочный процесс, который является полностью автоматизированным. Управление им происходит с помощью действий оператора.
Основные элементы аппарата:
- блок питания;
- электронный блок;
- механическая часть;
- монитор.
Существует несколько модификаций сварочных аппаратов. Каждая модель имеет уникальное программное обеспечение. При выборе аппарата для сварки волокна следует отдавать предпочтение тем моделям, в которых обеспечено выравнивание волокон по центру, что гарантирует точное совмещение их концов. Также следует обращать внимание на такой параметр, как скорость, с которой может проводиться сваривание.
Подготовка к процессу
Работа волоконно-оптических линий во многом зависит от качества соединения волокон. ВОЛС сварка требует проведения подготовительных работ, к которым, в частности, относится разделка кабеля. Сам процесс сварки оптического кабеля требует соблюдения чистоты, поэтому перед началом необходимо обеспечить отсутствие грязи и пыли. Освобождение от модулей производится с помощью стриппера.
С его помощью нетрудно освободиться от изоляции проводов, чтобы можно было производить сварку оптических волокон. На рабочем столе помимо сварочного аппарата необходимо оставить скалыватель. Это устройство предназначено для обеспечения торцам оптических волокон плоскостности и перпендикулярности.
Устройство обеспечивает ровный скол, который будет гарантировать качество сварки волоконно-оптического кабеля.
Порядок использования скалывателя состоит в следующем:
- произвести зачистку волокна от покрывающего его лака;
- снять грязь с помощью смоченной в спирте салфетки;
- заложить волокно в канавку устройства, ориентируясь на линейку;
- привести скалыватель в действие;
- достать волокно из устройства, не касаясь его торца.
Помимо скалывателя необходимо подготовить рефлектометр, с помощью которого можно будет проверить качество полученного соединения.
Технология сварки
Сварка оптоволоконного кабеля состоит из нескольких этапов:
- Оператор закладывает сколотые и зачищенные концы волокон в сварочный аппарат и фиксирует их.
- После включения аппарата на концы свариваемых волокон начинают подаваться короткие разряды. Их функция состоит в том, чтобы очистить окончания от пыли.
- Программное обеспечение аппарата обеспечивает точное сведение свариваемых концов. При появлении помех аппарат прекращает процесс, а на мониторе появляется соответствующее сообщение.
- При нормальной стыковке подается разряд, в результате которого сколы волокон оплавляются, и происходит спаивание, образующее неразъемное диффузное соединение.
Контроль сварки
После окончания процесса необходимо произвести его контроль. Проверка производится также с помощью сварочного аппарата. Качество соединения оценивается по увеличенному изображению места стыковки, которое можно увидеть на мониторе прибора.
Для проверки соединения на прочность у сварочного аппарата имеется особая функция. Он разводит с некоторым усилием соединенные концы в стороны.
Окончание процесса
Если стадии проверки пройдены успешно, то оператор достает волокна из сварочного аппарата, одевает на них термоусадочную трубку, которая будет закрывать место пайки, и укладывает для усадки в печь. После извлечения из печи гильзу необходимо остудить, для чего ее выкладывают на специальную полку.
Интересное видео
Источник
Процесс сварки оптоволокна
Волоконно-оптические линии связи имеют высокую пропускную способность информационного сигнала. Их работа во многом зависит от качества соединения провода: чем лучше соединены волоски, тем меньше степень затухания сигнала в месте контакта. Многослойный провод имеет сложную структуру, для сварки стыков используется специальное оборудование. Работать на нем довольно просто.
Сварка оптоволокна не требует специальных навыков, обучения. Достаточно следовать инструкции. Перед этим будет полезно узнать некоторые нюансы работы. При монтаже линий связи много времени уделяется подготовке кабеля к процессу сварки, для этого существует специальное оборудование.
Строение кабеля
Сигнал передается по тонкой стеклянной нити из диоксида кремния, размер проводника исчисляется в микронах. В кабеле может находиться до 38 жил, все они изолированы. Кремниевое стекло очень хрупкий материал, боится влажности, поэтому его покрывают многослойной изоляцией. Сначала покрывают защитным лаком, затем помещают в модульные трубки, заполненные водоотталкивающим гелем, он предохраняет стеклянный проводник от набухания. Трубки дополнительно покрываются гибкой изоляцией, затем слоем полиэтилена.
Изоляция зависит от условий эксплуатации кабеля. Он подразделяется по видам:
- наружный кабель бывает подвесным и подземным;
- внутренний для прокладки используется редко, его можно встретить в деловых центрах.
Из подвесного делают воздушные линии связи, иногда кабель дополнительно оборудуют тросиком и клипсовыми держателями. Подземный для прокладки в грунте некоторые производители выпускают в гофроброне.
Устройство и принцип работы сварочного оборудования
Сварка оптических волокон полностью автоматизирована, происходит без участия оператора. В прибор достаточно правильно заправить концы провода. Процесс соединения происходит под высокой температурой, нагрев обеспечивается электрической дугой. Сварочный аппарат для оптоволокна – сложное устройство, в состав которого входят следующие элементы:
- блок питания;
- преобразователь переменного тока в постоянный;
- материнская плата – мини-процессор, регулирующий процесс спайки;
- механический узел, осуществляющий центровку – сервомоторы двигают проводник во всех направлениях, соединение волокна происходит с большой точностью;
- нагреватель, он обеспечивает расплав изоляционной муфты из термоусадочного материала, надеваемой на место шва;
- дисплей, на нем задаются параметры сварки, видно рабочую зону контакта.
Сварочный аппарат оптоволокна выпускается нескольких модификаций. Основные различия моделей:
- по способу выравнивания концов кабеля (юстировка): по осевой линии или по V-образным направляющим;
- разновидности контроля точности процесса спайки;
- количеству свариваемых оптоволоконных жил.
Выбор сварочного аппарата
От способа соединения кабеля зависит степень затухания сигнала, качество линии связи. Надежный шов возможен при точном совмещении концов провода, поэтому предпочтение отдается приборам, выравнивающим волокно по центру. Аппарат для сварки оптоволокна выбирают по следующим параметрам:
- модификации свариваемого волокна, предпочтительнее универсальные модели;
- скорость спайки учитывает количество соединений за определенный временной интервал;
- способу выравнивания кабеля;
- комплектации.
Многофункциональные сложные аппараты не всегда себя оправдывают. Китайские модели стоят намного дешевле японских, а по качеству сварки провода они сопоставимы.
Технология сварки ВОЛС
Длина оптоволокна мерная, он выпускается в бухтах. Многокилометровые магистральные волоконно-оптические линии передачи создаются двумя типами соединений:
- разъемные;
- неразъемные.
Разъемные требуют дополнительных затрат, коннекторы и адаптеры существенно снижают светопередачу сигнала. Чаще делаются неразъемные соединения сваркой волокна специальными приборами.
Необходимый инструмент
Качественный монтаж ВОЛС невозможен без двух приборов:
- скалыватель, аппарат для оптоволокна позволяет отрезать очищенный кабель строго под прямым углом;
- рефлектометр или тестер, им определяется точность соединения.
Нужны инструменты для зачистки изолирующей оболочки. Для этой работы подойдет стандартный набор для пайки. Там есть все: кусачки, плоскогубцы, растворитель или спирт, специальные плотные салфетки для снятия водозащитного слоя. От качества очистки поверхности зависит надежность соединения.
Подготовительные работы
Процесс подготовки кабеля перед заправкой занимает много времени. Сначала оптику осматривают. Вода разрушает светопроводящий слой. Если конец провода влажный, обрезают от него не менее метра троссокусом. Чтобы снять оболочку, кабель зачищают до гидрофобного геля. Разделка ножом-стриппером не занимает много времени: кабель после кругового разреза на расстоянии не менее 3 см от конца достаточно стянуть. Водозащитный слой убирают растворителем и салфетками, не оставляющими ворсинок. Необходимо снять изоляцию полностью, это отражается на качестве скола.
Процесс соединения
Скалыватель образует перпендикулярный срез высокой точности. После этого приступают к процессу сварки. Основные этапы работы:
- концы провода закладываются в прибор друг к другу, фиксируются;
- аппарат проводит юстировку проводника, сводит концы между собой;
- затем пропускается электроразряд, в зоне дуги уничтожаются частички пыли;
- спайка волокон между собой происходит под действием дуги, кремний расплавляется, образуется диффузное соединение;
- после сварки проводится тестирование соединения: прибор разводит спаянные концы в стороны с определенным усилием;
- на соединение надевается термоусадочная трубка, в печи она образует на проводе защитную оболочку;
- когда вторую часть работы прибор завершит, таймер подает звуковой или световой сигнал.
Нюансы сварки оптоволокна
Если кабель многожильный, оболочка оптического волокна делается разных цветов, чтобы было удобнее сваривать отдельные проводники. После этого их укладывают в специальную муфту. В процессе скола проводника образуются частички стекла, их сразу собирают, потому что прозрачным волокном легко травмироваться.
При очистке изоляции соблюдают осторожность – сердечник провода очень хрупкий. При любом повреждении придется заново начинать процесс. Перед заправкой концов в сварочный аппарат, их тщательно обезжиривают, просушивают, в рабочей зоне не должно быть пыльно. Любое постороннее включение увеличивает потерю мощности передаваемого сигнала.
Источник
Процесс сварки оптоволокна
Оптоволоконный кабель
Сварка оптоволокна требует понятия о том, как устроен кабель, внутри которого находятся оптические волокна.
- Центральный силовой элемент. Придает всему кабелю жесткость.
- Оптические волокна. Тончайшие нити, которые, собственно, и необходимо сварить.
- Трубки-модули из пластика. В каждом из модулей находится несколько оптических волокон. Расцветка трубочек зависит от предпочтения изготовителя, но информация об этом должна иметься в паспорте на изделие.
- Пленка. Играет защитную роль.
- Полиэтиленовая оболочка. Является дополнительной защитой в области гидроизоляции.
- Броня. Может выполняться из прутьев прямоугольной формы или из проволочек, имеющих круглое сечение. Их наличие позволяет выдерживать кабелю значительные усилия на разрыв.
- Внешняя оболочка. Выполняется из полиэтилена.
У разных производителей могут иметься незначительные отличия.
Нюансы сварки оптоволокна
Если кабель многожильный, оболочка оптического волокна делается разных цветов, чтобы было удобнее сваривать отдельные проводники. После этого их укладывают в специальную муфту. В процессе скола проводника образуются частички стекла, их сразу собирают, потому что прозрачным волокном легко травмироваться.
При очистке изоляции соблюдают осторожность – сердечник провода очень хрупкий. При любом повреждении придется заново начинать процесс. Перед заправкой концов в сварочный аппарат, их тщательно обезжиривают, просушивают, в рабочей зоне не должно быть пыльно. Любое постороннее включение увеличивает потерю мощности передаваемого сигнала.
Сварочное оборудование
Сварка оптики требует предназначенного для этого оборудования. Сварочные аппараты позволяют осуществлять весь сварочный процесс, который является полностью автоматизированным. Управление им происходит с помощью действий оператора.
Основные элементы аппарата:
- блок питания;
- электронный блок;
- механическая часть;
- монитор.
Существует несколько модификаций сварочных аппаратов. Каждая модель имеет уникальное программное обеспечение. При выборе аппарата для сварки волокна следует отдавать предпочтение тем моделям, в которых обеспечено выравнивание волокон по центру, что гарантирует точное совмещение их концов. Также следует обращать внимание на такой параметр, как скорость, с которой может проводиться сваривание.
Технология сварки ВОЛС
Длина оптоволокна мерная, он выпускается в бухтах. Многокилометровые магистральные волоконно-оптические линии передачи создаются двумя типами соединений:
- разъемные;
- неразъемные.
Разъемные требуют дополнительных затрат, коннекторы и адаптеры существенно снижают светопередачу сигнала. Чаще делаются неразъемные соединения сваркой волокна специальными приборами.
Необходимый инструмент
Качественный монтаж ВОЛС невозможен без двух приборов:
- скалыватель, аппарат для оптоволокна позволяет отрезать очищенный кабель строго под прямым углом;
- рефлектометр или тестер, им определяется точность соединения.
Нужны инструменты для зачистки изолирующей оболочки. Для этой работы подойдет стандартный набор для пайки. Там есть все: кусачки, плоскогубцы, растворитель или спирт, специальные плотные салфетки для снятия водозащитного слоя. От качества очистки поверхности зависит надежность соединения.
Инструмент для работы с оптоволоконным кабелем
Подготовительные работы
Процесс подготовки кабеля перед заправкой занимает много времени. Сначала оптику осматривают. Вода разрушает светопроводящий слой. Если конец провода влажный, обрезают от него не менее метра троссокусом. Чтобы снять оболочку, кабель зачищают до гидрофобного геля. Разделка ножом-стриппером не занимает много времени: кабель после кругового разреза на расстоянии не менее 3 см от конца достаточно стянуть. Водозащитный слой убирают растворителем и салфетками, не оставляющими ворсинок. Необходимо снять изоляцию полностью, это отражается на качестве скола.
Подготовка к процессу
Работа волоконно-оптических линий во многом зависит от качества соединения волокон. ВОЛС сварка требует проведения подготовительных работ, к которым, в частности, относится разделка кабеля. Сам процесс сварки оптического кабеля требует соблюдения чистоты, поэтому перед началом необходимо обеспечить отсутствие грязи и пыли. Освобождение от модулей производится с помощью стриппера.
С его помощью нетрудно освободиться от изоляции проводов, чтобы можно было производить сварку оптических волокон. На рабочем столе помимо сварочного аппарата необходимо оставить скалыватель. Это устройство предназначено для обеспечения торцам оптических волокон плоскостности и перпендикулярности.
Устройство обеспечивает ровный скол, который будет гарантировать качество сварки волоконно-оптического кабеля.
Порядок использования скалывателя состоит в следующем:
- произвести зачистку волокна от покрывающего его лака;
- снять грязь с помощью смоченной в спирте салфетки;
- заложить волокно в канавку устройства, ориентируясь на линейку;
- привести скалыватель в действие;
- достать волокно из устройства, не касаясь его торца.
Помимо скалывателя необходимо подготовить рефлектометр, с помощью которого можно будет проверить качество полученного соединения.
Подготовка инструментов
Основное время занимает подготовка оптоволокна к процессу сварки. От качества подготовки на 50% зависит качество сварки.
Для разделки оптоволоконных кабелей требуется специальный инструмент. Он продается в виде готового набора, куда входят стрипперы, тросокусы, макетный нож, растворитель гидрофоба «D-Gel», безворсовые салфетки и другой обычный инструмент.
При разделке кабелей все делается по инструкции к муфте, где будет находиться место соединения кабелей.
Если волоконно-оптический кабель находился в сырости, его конец длиной около 1 метра нужно отрезать, поскольку он, скорее всего, набрал влаги, которая отрицательно действует на оптоволокно.
Технология сварки
Сварка оптоволоконного кабеля состоит из нескольких этапов:
- Оператор закладывает сколотые и зачищенные концы волокон в сварочный аппарат и фиксирует их.
- После включения аппарата на концы свариваемых волокон начинают подаваться короткие разряды. Их функция состоит в том, чтобы очистить окончания от пыли.
- Программное обеспечение аппарата обеспечивает точное сведение свариваемых концов. При появлении помех аппарат прекращает процесс, а на мониторе появляется соответствующее сообщение.
- При нормальной стыковке подается разряд, в результате которого сколы волокон оплавляются, и происходит спаивание, образующее неразъемное диффузное соединение.
Скалыватель и рефлектометр
Скалыватель – это механическое высокоточное устройство, обеспечивающее перпендикулярный срез оптоволокна. От качества скола зависит качество сварки.
Источник