Сварка оптоволоконного кабеля


Сварка оптоволокна: применяемое оборудование, инструменты для пайки оптических кабелей

Сварка оптики — процесс сваривания при высокой температуре оптических волокон. Сварка оптоволокна сегодня осуществляется обычно без участия человека.

Для сваривания оптики используется специализированное сварочное оборудование, предоставляющее возможность полностью автоматизировать рабочий процесс.

Структура оптоволокна:

Современное сварочное оборудование

Аппараты для сварки оптики современного типа представляют собой промышленных роботов небольших размеров, оснащенных системой управления. Самим роботом управляет оператор.

Устройство агрегата для сварки

Рассмотрим подробнее устройство сварочного агрегата:

Такое оборудование называют аппаратом автоматической сварки оптоволокна.

Каждая отдельная модель сварки оснащена уникальным программным обеспечением, интерфейсом пользователя: монитор, рабочее меню (сервисное, пользовательское), клавиатура.

Сервисное меню, как правило, секретное, открывается с помощью специального пароля или одновременным нажатием комбинации определенных клавиш. Его используют для максимальной настройки сварочных работ. Пользовательское меню — открытое.

Современные сварочные аппараты можно разделить на следующие категории:

Процедура сваривания ВОЛС

ВОЛС — волоконно-оптические линии связи. Их сваривание осуществляется поэтапно:

  1. Оптоволоконный кабель разделяется: снимается изоляционное покрытие, отделяются отдельные модули, состоящие из определенного количества оптического волокна. Их сваривание производится отдельно.
  2. Волокна зачищаются (с них удаляется влагозащитное покрытие).
  3. На оптоволокно надевается КДЗС — специальная насадка из термоусадочных трубок и усилительных стержней.
  4. С волоконных окончаний убирается защитный слой (гель, лак), производится обработка спиртом.
  5. Затем волокна фиксируют прецизионными скалывателями (скол должен сформироваться перпендикулярно оси волокна).
  6. Свариваемые волокна помещаются в V-образные канавки (зажим).
  7. Их совмещают под микроскопом. В современных моделях эта процедура выполняется автоматически.
  8. Волокна разогреваются электрической сварочной дугой до необходимой температуры.
  9. Посредством механической деформации сварка оптоволоконного кабеля проверяется на прочность, оценивается процесс затухания, осуществляемый стыками.
  10. Оператор сварочного оборудования устанавливает защитный комплект на участок сваривания изделия, который далее помещается в специальную тепловую камеру для температурной усадки.

Классификация оптического кабеля

Оптические кабели можно классифицировать:

По структуре:

По области применения:

По условиям эксплуатации:

Наиболее востребованными являются подвесные, грунтовые кабели, тонкие, спаренные патч-корды. Немного реже используются кабели с гофрированной броней и тросиками. Остальные виды оптоволоконных кабелей встречаются редко.

Разделка оптоволоконного кабеля

Основная задача при выполнении разделки оптоволоконного кабеля — сохранить длину его компонентов, обозначенную в инструкции муфты. Поэтому в некоторых случаях необходимо оставлять длинные силовые компоненты, предназначенные для закрепления в муфте, а иногда в этом нет необходимости. В некоторых случаях из кевлара нужно сделать «косичку», зажать ее винтом, кевлар лучше не резать. Эти нюансы зависят от конструктивных особенностей муфты каждого кабеля. Итак, этапы выполнения работы:

  1. Предварительно с волокон удаляется гидрофобный защитный слой. Для этого они протираются специальными салфетками: сначала сухими, затем обработанными спиртом. Довольно важно соблюдать это правило, так как на первых салфетках будет оставаться большое количество гидрофобного материала. А вот когда незначительные остатки защитного слоя сухой салфеткой убрать уже будет невозможно, то поможет спирт. Он легко растворит гидрофобные частички и мгновенно испарится с поверхности волокна.

Следует обратить внимание, что чистота волокон, особенно их окончаний — это залог качественной сварки оптического волокна. При работе с микронами даже малейшие загрязнения недопустимы!

Обязательно необходимо проверять волокна на целостность покрытия из лака, отсутствие сломанных участков. Если есть повреждения лакового покрытия, то такой кабель рекомендуется переделать (но он не должен быть сломан).

  1. В комплект муфты входит специальная термоусадка, которую надевают на уже разделанный кабель (о чем часто забывают новички). Если кабель будет зажиматься резиной с герметиком, тогда термоусадка не нужна. Чтобы обеспечить герметичность соединения кабеля с муфтой, для выполнения его усадки рекомендуется использовать строительный фен, паяльник, горелку. Но наиболее практичной считается горелка небольших размеров, надеваемая на газовый баллончик.

Перед тем как начать сварку оптического кабеля, рекомендуется дополнительно приобрести крупнозернистую наждачную бумагу. Это поможет обеспечить лучшую адгезию с клеевым составом.

Применяемые инструменты

Как и для пайки оптоволокна, чтобы разделать кабель, необходимо иметь специальный комплект инструментов.

Стандартный набор инструментов монтажника-спайщика включает в себя:

Сегодня существует множество наборов инструментов от разных производителей, с разной комплектацией. Они могут быть полностью укомплектованы необходимым инструментом или содержать только основные. Многие производители не уделяют особого внимания прочности кейсов для хранения инструмента, а только его внешнему виду. Их изготавливают из ДВП, покрывают текстурированной фольгой. Соответственно, такие кейсы в тяжелых условиях эксплуатации долго не выдерживают, требуют периодического ремонта.

И также плохого качества могут быть и некоторые инструменты из набора, а некоторые, вообще, могут не понадобиться в работе. Дорогостоящие фирменные расходники высокого качества могут быть заменены на более дешевые изделия.

tokar.guru

Сварка оптоволокна

Для построения волоконно-оптических линий из отдельных отрезков кабеля применяют сварку, которая обеспечивает беспрепятственное прохождение сигнала из одного кабеля в другой. Чтобы ее качественно выполнить, нужно последовательно пройти все этапы, используя самое современное оборудование для монтажа оптических волокон.

В предыдущих публикациях мы рассматривали все приборы и инструменты, которыми пользуется монтажник для сварки, а в этой статье поясним, каким образом осуществляется этот процесс.

Строение оптического кабеля

Для ясности немного расскажем о строении оптоволоконного кабеля. Оптический кабель может содержать как одно волокно (симплексный), два (дуплексный), так и несколько волокон (мультиплексный), которые покрыты защитной оболочкой. В зависимости от места прокладки кабеля и его назначения, оболочек может быть много, особенно в мультиплексных оптических кабелях. И чтобы их соединить, необходимо предварительно снять эти защитные покрытия.

Снятие оболочки волокна

Берется конец кабеля и с помощью стриппера буферного слоя делается надрез. Затем аккуратно снимается оболочка, попутно следя за тем, чтобы не коснуться волокон. Этот инструмент может обрабатывать жилы диаметром 250 и 900 мкм, и рассчитан для любого типа волокон.

Подготовка к сварке

После обнажения концов волокон их нужно обезжирить с помощью специальной безворсовой салфетки, смоченной в дегидрированном спирте. Во время обработки важно как можно реже касаться оголенных участков. После этого кончики волокон необходимо сколоть. Существуют несколько видов скалывателей, которые выполняют эту процедуру с заданными параметрами: угол скола, длина скола, что весьма удобно, поскольку операция требует высокой точности. Скалыватели могут использоваться для любых волокон: одномодовых и многомодовых.

На конец одного волокна надевают термоусаживающую гильзу, которая позже понадобится для защиты места соединения.

Установка волокон в сварочный аппарат

Помимо ручных приборов, есть и автоматические сварочные аппараты, но во всех случаях необходимо самому устанавливать в них кончики волокон. Затем на  дисплее задается их точное позиционирование друг с другом (юстировка), чтобы процесс сварки шел с минимальными потерями. Ведь если расположение волокон будет неправильным, сигнал просто не пройдет из одного в другой отрезок кабеля.

Сварка оптического волокна

После расположения концов волокон, в автоматических аппаратах процесс сваривания можно запустить одним нажатием кнопки, в ручных – требуется самостоятельное прохождение несколько операций. Волокна нагреваются и плавятся электрической дугой, затем соединяются друг с другом. После этого точка сплавления дополнительно прогревается для снятия механического напряжения.

Контроль качества сварки

Чтобы оценить, насколько успешно прошло сваривание кабелей, в самом приборе анализируются тепловые изображения и на их основе вычисляют профиль показателя преломления сердцевины, градиент деформации сердцевины и диаметр модового пятна. Если какие-то параметры не устраивают, сварку можно подкорректировать.

Защита и укладка сварного соединения

Термоусадочная гильза, о которой мы говорили выше, сдвигается на место сварки и нагревается до 90-150 градусов за минуту во встроенной в сварочный аппарат печке. Такая защита предотвратит изгиб волокна в месте соединения, а значит и его случайный разрыв. После охлаждения горячей гильзы ее помещают в сплайс – пластины муфты для дополнительной защиты, затем укладывают волокна вокруг гильзы.

Несмотря на относительную простоту, сварка волокон – это наиболее ответственный момент, ведь случайная ошибка может вывести из строя всю линию. Поэтому она должна проводиться квалифицированными специалистами с применением новейшего оборудования и инструментов.

Оборудование для монтажа волоконно-оптических линий связи

Для бесперебойной эксплуатации волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) решающее значение имеет использование современного оборудования, позволяющего на высоком уровне выполнить трудоемкую строительно-монтажную часть работ.

На сегодняшний момент рынок новейших технологий по прокладке ВОЛС предлагает достаточный спектр предложений по поставке необходимого оборудования для специалистов. Львиная доля техно-монтажных средств узкоспециализированы, поэтому мы попытаемся в краткой форме пояснить назначение тех или иных инструментов или приборов относительно поставленной задачи.

Сварочные аппараты

Для обеспечения высококачественной сварки оптических волокон значительную роль играют современные сварочные аппараты, позволяющие с высокой точностью соединять два отростка кабелей с минимальными потерями.

В этой статье мы постараемся дать краткий обзор существующих на рынке приборов, рассчитанных на работу не только с одномодовым, но и с многомодовым волокном. Сначала дадим их общую классификацию, потом перейдем непосредственно к детальному рассмотрению.

Классификация сварочных аппаратов

Как и любые технические приборы, сварочные аппараты выпускаются в разных вариациях: не только с ручным, но и с полуавтоматическим, а также полностью автоматическим управлением. По типу свариваемых волокон данные аппараты подразделяются на специализированные, т.е. способные работать с конкретным типом волокон, и универсальные.

Модели сварочных аппаратов

На сегодняшний момент имеется более десяти моделей сварочных аппаратов, в числе которых есть и отечественные приборы. Если рассматривать с точки зрения качества выполняемых операций в процессе сварки, приходится признать превосходство зарубежных над нашими аналогами, зато в плане цены отечественные приборы намного дешевле, в то время как импортные оцениваются до $20 тыс.

Лидирующими фирмами по выпуску сварочных аппаратов являются японские Fujikura, Furukawa и Sumitomo, а также американский Corning. Их мы и рассмотрим ниже.

Fujikura

Сварочный аппарат FSM50S полностью автоматизирован и благодаря уменьшенным габаритам, малому весу и быстроте проводимых операций с успехом может применяться в полевых условиях. Это было достигнуто за счет модернизации системы сварки и укладки, а также системы юстировки Profile Alignment System (PAS). Операция сварки в нем длится 9 сек., а термоусадка – 35 сек. Потери при соединении волокон для одномодового составляют 0,02 дБ, для многомодового – 0,01 дБ. Цена колеблется в пределах $11-12 тыс.

Sumitomo

Сварочный аппарат Type-39 имеет 2 высокоскоростные печки для термоусадки. В нем реализована ускоренная сварка волокон, что существенно повышает общую скорость работы с волокном. Наличие автостарта дает автоматическую сварку и термоусадку без использования клавиатуры. Превосходящее качество соединений достигается благодаря особой системе юстировки волокон (HDCM – High resolution Direct Core Monitoring). Время сварки, термоусадки, а также потери при соединении волокон аналогичны рассмотренной выше модели. Цена – в диапазоне от $14 до $15,5 тыс.

Furukawa

Сварочный аппарат Fitel S-177a обладает высокой точностью и качеством сварки, содержит в себе 150 программ автоматизированного режима сварки и 12 программ термоусадки. Способен одновременно отображать весь процесс на TFT- экране по осям X и Y. Интересно, что в нем имеется самое большое в мире увеличение изображения волокна - 608x. Время сварки - 9 сек., а термоусадки – 37 сек. Потери при соединении аналогичны описанным выше моделям. Ценовой разброс невелик, в среднем его можно приобрести за $14,2 тыс.

Corning

Сварочный аппарат OptiSplice LID является компактным, надежным, точным и высокопроизводительным прибором, который легко может применяться в полевых работах. Содержащаяся в нем LID система (локальный ввод и детектирование света) анализирует качество сколотой поверхности, благодаря чему снижаются показатели потерь при сварке.

Анализ видеоизображения L-PAS™ (Lens Profile Alignment System, система совмещения по геометрическим размерам) позволяет наблюдать совмещения волокон, оценить качество скола и наличие загрязнений, она обеспечивает быструю сварку многомодового волокна.

Функция CDS™ (Core Detection System, система детектирования сердцевины) применяется, если требуется ускоренная работа по сварке, с ее помощью сердцевины волокон совмещаются за считанные секунды.

Циклы соединений по времени в разных режимах распределяются так: LID-System: от 35 до 45 сек., CDS: от 15 до 25 сек. и L-PAS: от 10 до 20 сек. Потери при соединении аналогичны. Аппарат очень качествен, его цена достигает до $20 тыс.

Так мы рассмотрели самые надежные модели, пользующиеся широким спросом у профессионалов, эти аппараты неоднократно были испытаны в работе и дают гарантированный результат на протяжении длительного времени.

studfiles.net

Сварка оптоволокна: особенности технологического процесса

Сварка оптоволокна — это одна из самых важных операций при монтаже ВОЛС, или волоконно-оптической линии связи. Востребованность подобной технологии обуславливается популярностью оптоволоконных коммуникационных систем. Основан процесс на проведении высокотемпературной термической обработке.

Особенности процесса сварки оптических волокон

Использование оптоволоконной связи гораздо эффективнее для скоростной передачи информации, чем применение электронного оборудования. Также оптические волокна являются составляющим элементом различных датчиков. Оптоволоконные материалы обеспечивают функциональность и высокий КПД соединений. А специальный аппарат для сварки оптоволокна в максимально быстрые сроки выполняет соединение разных элементов и частей материала.

Развитие оптоволоконной индустрии не стоит на месте. Вместе с этими изменениями меняется и технология сварки, методы работы с оптическими волокнами. В настоящее время, для сокращения финансовых затрат и увеличения производительности, очень важно выбрать правильную технологию для каждого конкретного случая.

При сравнении технологических процессов учитываются следующие аспекты:

Сварка оптоволокна процесс достаточно легкий и быстрый, но требующий специальных навыков и полной концентрации внимания сварщика. Поэтому одним из основных моментов для компаний, предлагающих свои услуги в этой сфере, является обучение сварки оптоволокна.

В самом начале работы необходимо обратить внимание на разделку оптического кабеля, в котором 6-8 волокон соединены в модуле, покрытом изоляционными материалами. Эту изоляцию следует удалить.

Согласно инструкции созданной к сварке оптических волокон, следующим шагом будет очистка волокон. Делается это при помощи специальных материалов: защитный слой и цветное покрытие снимаются и волокна очищаются спиртом.

Далее следует уложить в сварочный аппарат волокна требующие соединения. Современный прибор для сварки оптоволокна выполняет работу в автоматическом режиме, при этом контролируется прочность шва, в месте соединения волокон. Сваренные элементы укладываются в кассету оптической муфты (или кросса).

В целом технология несложная доступная для самостоятельного выполнения, если есть небольшие навыки в работе с подобным материалом. Но все же лучше обратиться за помощью к квалифицированным специалистам, которые быстро и качественно выполнят работу.

Следует обратить особенное внимание на предоставлении гарантий компанией, которая возьмется за проведение сварочных работ и отзывы клиентов.

Оборудование для сварки оптоволокна

Сварка оптоволоконного кабеля выполняется с помощью специального оборудования, изучение функций которого позволит самостоятельно и качественно выполнить всю необходимую работу. Различают несколько видов устройств:

Аппараты, применяемые для ручной сварки, очень неудобны. Процесс, выполняемый вручную, занимает много времени и достаточно трудоемкий. Волокна соединяются специалистом вручную, качество шва контролируется с помощью микроскопов. Поэтому в наше стремительное время аппараты для ручной сварки оптоволокна практически не используются.

Полуавтоматический сварочный агрегат, пришедший на смену ручной техники в конце прошлого века, является более современным и технологичным оборудованием, экономящим время и силы операторов. Не смотря на то, что контроль качества шва в полуавтомате выполняется с помощью того же микроскопа, нагрузка работников значительно снизилась. Оптические волокна соединяются в аппарате без помощи оператора, который должен их только уложить в устройство и направить в зону сварки.

Недостатком полуавтоматического оборудования является то, что они не сваривают оптические шнуры.

Автоматическая сварка

Современное автоматическое оборудование для сварки стоит значительно дороже ручных и полуавтоматических устройств, но, несмотря на это, пользуется огромным спросом на рынке. Процесс сварки оптических волокон, производимый с помощью автоматических устройств, автоматизирован с первого и до последнего момента. Оборудование оснащено встроенными видеокамерами, позволяющими оператору контролировать процессы юстировки, стыковки, сварки с помощью изображений передаваемых специальными датчиками на экран.

Теперь работник вручную освобождает волокно от защитного слоя, отгибая каждую нить от остальных, и очищает при помощи специального геля от гидрофобного покрытия. После этого, освобожденные от покрытия концы волокна, оснащаются специальными колпачками, являющимися комплектом защиты соединения. Далее нити следует зачистить от лака и обезжирить спиртом на расстоянии 2-3 см от торца, который потом укладывается в скалыватель. Устройство предназначено для обрезки конца нити под углом 90 градусов относительно центральной оси.

После подготовки, оптические волокна соединяемых кабелей, укладываются в аппарат, оснащенный внутри специальными V-образными канавками. Совмещение, или юстировка, также как прижим и сварка выполняются сварочным устройством в автоматическом режиме. Процесс напоминает сварку встык. Сваренное оптическое волокно доставляется в автоматическую печь для последующей обработки.

Недостатком оборудования является высокая стоимость, поэтому перед приобретением следует задуматься об эффективности его использования. Возможно, лучшим вариантом станет аренда автомата или обращение в компанию, предоставляющую подобные услуги.

stroitel5.ru

Особенности сварки оптоволокна

На оптическое волокно не действуют внешние помехи и факторы среды, а кабель из него не дает электромагнитного излучения, что делает его идеальным проводником информации. Также он, благодаря малой мощности, обладает отличными характеристиками по электробезопасности.

Оптоволоконные линии связи – наиболее надежный способ передачи данных на большие расстояния. Он также широко применяется для построения вертикальной разводки между этажами в зданиях и при передаче информации от одного коммутационного центра к другому. В качестве последних могут выступать серверы, рабочие станции, коммутаторы, маршрутизаторы и прочее оборудование, сварка оптоволокна в котором выступает немаловажной частью монтажа систем связи.

Сварочный процесс в этом случае представляет собой высокотемпературную обработку специальных оптоволоконных материалов с помощью особого аппарата, способного соединять различные части линий связи в максимально короткий промежуток времени. Оборудование, правильно подобранное для сварки оптоволокна, цена на которое может варьироваться в зависимости от степени автоматизации, позволит даже не самому опытному сварщику выполнить все работы самостоятельно.

Оборудование для сварки оптоволоконных линий связи

Последнее поколение оборудования для проведения сварки оптоволоконного кабеля – аппараты, позволяющие благодаря полностью автоматизированному процессу, экономить не только время, но и силы работающего. Относительно недавно появившиеся на рынке, эти устройства уже завоевали популярность своими уникальными возможностями. Соединение и сварка оптических волокон в них только контролируется посредством наблюдения на экране, куда поступает изображение с встроенных в аппарат видеокамер, а весь сварочный процесс автоматизирован.

От сварщика требуется только очистить, сколоть и вложить в зажимы аппарата соединяемые волокна. Единственным недостатком этого вида оборудования является довольно высокая стоимость, поэтому его приобретение целесообразно для больших объемов работ. При необходимости однократного выполнения сварки оптических волокон стоит обратиться к специализированным организациям, оказывающим подобные услуги.

Выполняя такие работы самостоятельно, следует изучить хотя бы минимальный из курсов оптоволоконной  сварки, чтобы понять ее отличие от традиционного соединения этим способом металлов и сплавов. Общее у них – только сам принцип образования единой проводящей линии из нескольких жил кабелей в процессе плавления под действием высоких температур. Но сварка оптики – это еще и операция, требующая исключительной точности и отсутствия потерь волокон. Только неразрывное сварное соединение, равнопрочное на всем протяжении линии связи, может обеспечить высокую пропускную способность канала и требуемое качество прохождения сигнала.

Подготовка кабеля и особенности сварочного процесса

Подготовка кабеля к сварке заключается в оголении его концов с очисткой от защитного покрытия на 2-3 см от края и последующей обработке их очистителем на основе спирта. Качественное соединение оптических волокон возможно только при отсутствии на них пыли, инородных микроскопических тел и жировых загрязнений.

Чтобы края волокон максимально точно совмещались друг с другом, их торцы откалывают под углом специальным высокоточным приспособлением – скалывателем. Как видно на многих видео сварки оптоволокна, обучения или определенного опыта требует помещение соединяемых концов кабеля в зажимы сварочного аппарата.

При использовании автоматического сварочного оборудования потребность в этом меньше, так как оно микроскопически точно совмещает края волокон между собой, а по завершении работы осуществляет автопроверку на прочность полученного соединения.

Процесс сварки оптики происходит под действием электрической дуги. Волокна, разогреваясь до определенной температуры в местах стыка торцов кабеля, образуют прочные соединения между собой. Причем автоматическое оборудование позволяет контролировать температурный режим, не допуская перегрева.

По завершении сварки волокна укладывают в кассету специальной оптической муфты. До операций по конечной защите сварного шва необходимо провести ее термоусадку в особой тепловой камере сварочного оборудования. При строгом соблюдении всех этапов технологии можно получить соединение самого высокого качества, не затрачивая много времени.

Похожие статьи

Преобразователь частоты представляет собой радиоэлектронное устройство, которое служит специально для того, что преобразовывать электрический или другими словами электро-магнитный импульс, благодаря переносу спектральных параметров свой промежуток по частотной оси...

Стандартный вакуумный солнечный коллектор располагают на домовой крыше, а накопительную емкость во внутренней части помещения. Данные установки получили название - сплит-системами. Так же они получили название всесезонные (раздельные). Функционирование косвенных устройств...

Производство оборудования в России, и в частности электрического оборудования, последние годы восстанавливается. Стратегия импортозамещения, столь актуальная последние три года ввиду санкций экономического характера, способствует возобновлению отечественного производства. Однако, в виду того, что производство оборудования - сложный процесс, о высоких показателях роста по выпуску оборудования пока еще говорить не приходится. В прошедшем 2017 году уже б...

Термоэлектрический генератор, являет собой устройство, созданное на основе термоэлементов полу-проводников, которые соединяются в последовательную или параллельную цепь, которая превращает тепловую энергию в электроэнергию...

Процесс сварки оптоволокна можно выполнять и самостоятельно, однако для этого следует хотя бы посмотреть наглядное видео или познакомиться с основами курса сварки линий связи. Сварка оптоволокна требует высокой точности проведения операции и исключения потери волокон ......

promplace.ru


Смотрите также