Как выполняется сварка оптики (оптоволокна)?

Сварка оптоволокна – операция, проводимая с помощью специального сварочного аппарата, вследствие которой, под воздействием высоких температур, происходит соединение оптических волокон в единую поверхность.

Благодаря использованию особого оборудования, весь комплекс актуальных работ по спайке оптоволокна от начала и до конца занимает сравнительно немного времени. Но выполнять такие работы необходимо с учетом всех нюансов работы с оптическим волокном.

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.

Строение оптоволоконного кабеля

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.

Сложности при сварке оптоволокна

Оптоволоконная сеть, по мнению современных специалистов, – это лучшая среда для осуществления скоростной передачи разного рода информации. Материал, примененный для создания такой среды, отличается небольшим весом, низкой восприимчивостью к помехам и излучениям.

Он не способен провоцировать какие-либо преграды на пути информации из одной точки в другую, а благодаря низкой мощности характеризуется абсолютной электробезопасностью.

Так как оптоволоконные материалы обеспечивают созданным путем пайки соединениям высокую функциональность и внушительный КПД, сфера их применения растет с каждым днем.

Сегодня оптические линии связи широко применяются для передачи информации на большие расстояния, а также при разводке на одном конкретном строении. Но без сварки оптоволокна проложить такие линии не представляется возможным.

Сварка оптоволокна осуществляется с помощью особых сварных аппаратов, которые позволяют выполнить весь комплекс актуальных операций: от соединения и до защиты спаянного места.

Обычный сварочный аппарат для таких операций не подойдет, поскольку он не сможет обеспечить мастеру минимальное затухание на месте сварки.

Нужное для работы с оптоволокном оборудование функционирует по единому принципу: концы оптических волокон нагреваются до определенной температуры плавления с помощью электродуги, а потом соединяются воедино.

Неопытному сварщику сложно точно подогнать края соединяемых кабелей, поскольку они теряют функциональность при погрешностях во время подгонки.

При работе с оптоволоконными кабелями крайне важно обращать внимание на их расцветку при сварке. Она является дополнением к маркировке и свидетельствует об определенной принадлежности кабеля.

Так, для идентификации оптоволокна применяют двенадцать разных цветовых оболочек, позволяющих специалисту оперативно выявить тип и назначение волокна, даже если оно смешано с иными кабелями в большом пучке.

На заметку! Проблематика вопроса заключается в том, что на сегодняшний день не принят единый международный стандарт маркировки оптоволоконных кабелей. Такая ситуация провоцирует неприятные ошибки, которые могут допускать молодые специалисты.

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.

Устройство агрегата для сварки

Рассмотрим подробнее устройство сварочного агрегата:

• БП;
• ЭБ, включающий материнку, блоки, преобразователи;
• механические элементы;
• монитор для видеоконтроля.

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

• для сваривания оптических волокон;
• для сварки с выравниванием по сердцевине;
• с фиксированными канавками V-образной формы.

Требуемый инструментарий

Сварка оптоволоконных кабелей нереальна без наличия некоторых атрибутов. Кабель из оптоволокна не следует разрезать при помощи стандартных пассатижей.

Вам потребуется целый набор рабочего инвентаря. Тот, который используется для работы с оптическим волокном.

Неопытным мастерам советуем инструмент «НИМ-25». В легком малогабаритном чемоданчике вы отыщите стрипперы, всевозможные кусачки, отвертки, пассатижи, ножики и другой инструментарий, который вам пригодится в процессе работы.

В похожих наборах бывает растворитель, безворсовые салфетки, изоляционные ленты, маркеры с числами для обозначения кабелей. Советуем купить хомуты и стяжки.

Не волнуйтесь, что какие-то материалы из чемоданчика израсходуются. Из опыта скажем, что вместо салфеток, возможно воспользоваться платочками из бумаги без ароматических добавок.

Вместо растворителя возможно воспользоваться бензином. Его использование позволительно исключительно при работе вне помещения. При работе внутри следует пользоваться хорошим растворителем.

У вышеупомянутого набора существует лишь один минус — низкокачественный чемоданчик. Он схож с алюминиевым, но это только визуальный эффект. Данный чемоданчик долго не прослужит.

Мы советуем Вам поменять его на прочный. Им пользоваться следует аккуратно. Не обязательно тратиться и приобретать новый. Можно найти подержанные чемоданчики для инструментов, они идеально пойдут вместо рабочего чемодана.

Вы сможете купить более «крутые» наборы, где комплект предметов шире. Советуем стартовать с дешевых комплектов, они содержат стандартный набор инструментов.

Способы соединения оптического волокна

Оптоволоконная индустрия не стоит на месте: сварка оптического волокна постоянно совершенствуется, меняются методы ее реализации и применяемые расходные материалы.

Выбор оптимальной технологии соединения оптоволокна для каждого конкретного случая важен с точки зрения снижения финансовых расходов и роста показателей производительности.

Малоопытные сварщики не всегда точно знают, что нужно взять во внимание при работе с данным материалом.

В процессе выбора технологии сварки волокна важно учитывать следующие аспекты:

• оптимальная скорость проведения операций;
• временной период, необходимый на подготовку оптоволокна к свариванию;
• количество времени для сварки кабелей;
• стоимость работ;
• опыт специалистов.

При прокладке оптоволоконного полотна постоянно возникает необходимость сварки оптического кабеля в единую линию.

Муфта для соединения оптоволокна.

Сегодня наиболее распространены следующие способы выполнения этой операции:

• с помощью механических соединителей;
• непосредственно на оптическом кроссе;
• сваривание оптических волокон при помощи специального оборудования.

Первый способ используется крайне редко, потому что гель в механических соединителях со временем высыхает, что ухудшает параметры стыков кабелей. Второй отличается быстротой и простотой выполнения, но самые лучшие соединения оптоволоконных кабелей создаются путем сварки.

Такая технология характеризуется наилучшими показателями по качеству, долговечности, надежности созданных соединений.

Для начала потребуется выполнить разделку оптического кабеля из 6-8 волокон, соединенных в модуле и покрытых изоляционным материалом. Изоляцию удаляют, а волокна очищают с помощью специальных средств на основе спирта.

После этого волокна укладывают в сварочный аппарат для последующего сваривания в автоматическом режиме. Важно при этом контролировать прочность швов, образующихся на местах соединения оптических волокон. Сваренные элементы потребуется поместить в кассету оптической муфты или кросса.

На заметку! Простота данной технологии позволяет выполнить ее даже малоопытному сварщику, который своими глазами наблюдал за выполнением этого процесса руками специалиста. Но главное иметь специальный сварной аппарат: обычные модели не справятся с данной задачей.

Что такое сварка ВОЛС и как она происходит

ВОЛС расшифровывается как волоконно-оптические линии связи. Сварка их проходит следующие этапы:

Прежде чем начать сварку оптоволокна, необходимо снять изоляцию.

1. Первым делом оптоволокно разделяется. Как правило, это включает в себя снятие изоляции всего волокна, а потом и отдельных его модулей, каждый из которых составляет определенное количество оптоволокна, сварка которого происходит отдельно.
2. Далее волокна очищают от материалов, защищающих от влаги. Наиболее часто применяют либо не имеющий цвета, либо немного покрашенный гель.
3. На оптоволокно надевают специальную насадку, именуемую КДЗС, этот комплект состоит из труб для термоусадки и стержней усиления.
4. С кончиков волокна снимают лак и слой защиты, после этого его обрабатывают спиртом.
5. Уже зачищенные волокна скалывают специальными прецизионными скалывателями. Скол должен быть перпендикулярным оси волокна. Отклонения больше 1,5° недопустимы.
6. Волокна, с которыми будет проделываться сварка оптоволокна, укладывают в зажим сварочного аппарата (V-канавки).
7. При помощи манипулятора под микроскопом их совмещают, но в новейших моделях это происходит в автоматическом режиме.
8. Благодаря электрической дуге волокна разогреваются до требуемой температуры с небольшим зазорчиком, при этом торцы совмещаются при помощи микродоводки держателя.
9. Устройство проверяет прочность соединений путем механических деформаций и проводит оценку затухания, которое вносится стыками.
10. Комплект для защиты соединения оператор устанавливает на место сваривания, после чего участок помещают в тепловую камеру, в которой и происходит температурная усадка.

Сварочный аппарат и сварка

Сварочный аппарат для оптических волокон — это сложное высокоточное устройство, полностью выполняющее процесс юстировки и сварки волокон.

О видах сварочных аппаратов можно написать отдельную большую статью. Если вкратце, то основная часть моделей на рынке представлена японскими (Fujikura, Sumitomo) и китайскими (Jilong, к примеру) разработками. Японские лучше, но существенно дороже. В принципе, если перед вами не стоит задача варить особо важные магистрали — вполне можно обойтись и хорошим китайским сварочником.

Вариант подороже, японский Fujikura FSM-60S:

Вариант подешевле, китайский Signal Fire AI-7. Устройство с хорошими показателями быстрого нагрева, постороено на новой технологии центрирования ядра, имеет в своем арсенале шесть сервоприводов и автофокус. Данный сварочный аппарат отвечает всем стандартам сращивания оптоволоконного кабеля известным на данный момент:

Порядок сварки в сварочном аппарате:

1. Сколотые очищенные волокна укладываются в специальные канавки и фиксируются зажимами. Гильза КДЗС надевается на волокна заранее.
2. Аппарат начинает передвигать волокна по направлению друг к другу до тех пор, пока не зафиксирует их в своей оптической системе.
3. Устройство подает на концы волокон короткий разряд, очищая от случайно попавшей пыли. Но если на концах сколов — жирные отпечатки пальцев или грязь, которую так просто не сдуешь, она только запекается и окончательно портит скол.
4. Далее сварочный аппарат сводит волокна для окончательной сварки — по трем координатам, с нарастающей точностью. Если на этом этапе умное устройство обнаружит неровность сколов или еще что-то, что помешает их качественно сварить — процесс сварки остановится, на экране сварочного аппарата появится соответствующее сообщение.
5. Если же все нормально, подается окончательный разряд, сколы оплавляются, и аппарат во время этого придвигает их уже вплотную друг к другу. Все, волокна спаяны.
6. Далее сварочный аппарат оценивает качество сварки по изображению места стыка под микроскопами оптической системы, и на просвет определяет затухание. Следующая стадия проверки — на прочность, устройство при этом пытается развести только что сваренные волокна в стороны. Однако многие эту функцию отключают, боясь что не остывшая до конца сварка может испортиться.
7. Пайщик достает спаянные волокна, надвигает гильзу КДЗС, закрывая место сварки и прилегающее оголенное оптоволокно, и кладет гильзу в печку для усаживания.
8. После извлечения из печки гильза выкладывается на специальную полочку, чтобы остыть. В горячем виде ее нельзя располагать в кассете — есть риск сломать оптоволокно, т.к. защищающая его гильза еще мягкая. Кроме того, класть ее куда-то кроме специально предназначенной полочки тоже нельзя — горячий пластик может прилипнуть. Именно поэтому и забывать ее в печке тоже нельзя — прилипнет. Вынимать гильзу из печки нужно сразу после сигнала таймера.

Наглядный процесс сварки вы сможете увидеть в данном видеообзоре:

На фото — сваренное волокно. Хорошо видна точка, в которой преломляется свет — место сварки.

Важно помнить:

И сварочный аппарат, и скалыватель — дорогие и сложные устройства. Да, пайщики оптоволокна работают в самых разных условиях — в канализации, на чердаках, в поле, в мороз и дождь. Но при этом нужно беречь технику от падения и ударов. Ведь не зря их чемоданчики для переноса выложены изнутри пенопластом или толстой мягкой тканью. Фирма-производитель легко определит, перестало ли устройство работать «само» или этому предшествовало падение или удар. В последнем случае гарантии не будет.

Поэтому при работе всегда проверяйте — надежно ли стоит устройство? Надежно ли стоит стол, на котором расположен сварочник или скалыватель? И т.д. Собственно, зная цену хорошего сварочного аппарата, это даже нельзя назвать фанатизмом.

Важно также регулярно проводить техническое обслуживание устройств (многие профилактические действия предусмотрены в самом аппарате и выполняются по инструкции), а не использовать до последнего.

Приборы для соединения

Сварка признана самым надежным видом соединений оптоволоконного кабеля, потому что обеспечивает минимальные вносимые потери и показатели отражения от сварного шва. Но самое главное даже не это.

Самый большой плюс такой технологии заключается в том, что она позволяет придавать полученным соединениям стабильные механические и оптические характеристики. Главное подобрать качественное оборудование, которое подходит для сварки оптики по всем параметрам.

Современный сварочный аппарат для оптоволокна представляет собой уникальный промышленный агрегат с собственной системой управления. Такое оборудование отличается компактными размерами и сравнительно небольшим весом, что делает его использование комфортным.

Прибор для сварки оптоволоконного кабеля.

Прибор для сварки оптоволокна состоит из следующих частей:

• электронный блок с преобразователями напряжения, управляющей платой, а также иными электронными составляющими деталями;
• микроскоп или камера с дисплеем для контроля над точным взаимным позиционированием оптических волокон и выбора рабочего режима;
• механический блок и сварочная камера с манипуляторами, зажимами, частями аппарата, создающими сварочную дугу;
• тепловая камера с защитной муфтой, зафиксированной на сварном шве с помощью термоусадки.

Сварочный инструмент для оптоволокна делится на разные типы, исходя из уровня автоматизации процесса сварки:

1. С ручным управлением.
   
   Такой аппарат требует от сварщика определенных навыков в работе, потому что стыковать волокна потребуется вручную. При этом качество созданного стыка контролируют с помощью микроскопа.
2. Полуавтомат.
   
   Оборудования такого типа отлично ручных аналогов тем, что стыковка кабеля производится автоматически, но контроль над качеством стыка остается за сварщиком.
3. Автоматический агрегат.
   
   Юстировка, стыковка и сварка осуществляются в автоматическом режиме, а оператор только контролирует процессы на дисплее, куда поступает сигнал камеры.

Отметим! При желании автоматический аппарат для сварки можно доукомплектовывать скалывателями, зачищающими волокна устройствами, комплексным оборудованием подготовки кабеля и контроля над конечным результатом.

Технология

Сварка оптоволоконного кабеля стартует с его изъятия. Достанем его из пластиковой кассеты. На фотографиях, приведенных в обзоре, вы увидите разноцветные шнуры, это оптоволокно.

Оно находится в защитном покрытии. Само по себе оно прозрачное. Его покрытие всегда является разноцветным, чтобы была возможность идентификации.

В кабеле возможно от двух волокон и более. Обычный кабель для подачи иннета, складывается из пары волокон. Быстрота подачи зависит от оборудования, которое установлено в конце оптической трассы.

Далее поговорим о сварке. Следует убрать изоляционный материал с кабеля при помощи инструментария. Оголите волокно и удостоверьтесь, что срез ровный. Его режут при помощи особого прибора.

Обрезанные кусочки нужно незамедлительно переместить в зону сварки. Их возможно утерять из-за отсутствия цвета. Сварка подразумевает пакование волокон в оптическую муфту. Это нужно, чтобы у волокна не было изломов. После этого приступаем к варке.

Для сварки применяется специальный варочный агрегат. В его устройстве есть пазы для закладки волокон. После помещения их в сварку, прижмите зажимами.

Заходим в опцию настроек. В это время мастеру следует самостоятельно разложить волокна одно напротив другого. Это происходит в автоматическом режиме.

Когда они займут правильное положение, сварка выдает короткую электродугу и быстро паяет оптоволокно между собой. Эта работа длится около десяти секунд.

После оптоволокно вынимается и на него надевается термоусадочная трубка. Она нагревается при помощи строительного фена. Она должна вплотную соединить друг с другом оптоволокна. Эта трубка оберегает соединение от влажности и грязи.

Резюме

Сварка оптоволоконного кабеля — ответственная работа. Ее осилит только хороший и ответственный мастер. Чтобы работать в этой сфере, следует быть не только внимательным.

Нужно очень дорожить своим занятием и изучать современные технологии.

Если вы работали с оптоволокном, поделитесь навыками с нашими читателями в комментах. Удачи всем в работе!

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).

2. 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.

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.

ТОП 5 лучших моделей сварки для оптоволокна

Прибор для сварки оптоволокна.

Опишем наиболее привлекательные аппараты для сварки оптоволоконного материала с точки зрения функциональных возможностей, качества сварных швов и стоимости:

1. Аппарат для сварки оптоволокна Fujikura 80S полностью автоматический.
   
   Он имеет встроенную видео инструкцию и русифицированное меню, что значительным образом упрощает процесс осваивания его возможностей. Агрегат способен выравнивать оптические волокна по сердцевине, имеет автоподстройку мощности дуги, надежно изолирован от воздействия влаги, пыли, а также механического повреждения. Отличается максимально высокой скоростью сварки, поддерживает все типы сетей. Приблизительная стоимость – 425 тыс. руб.
2. Jilong KL-280G являет собой экономичный аппарат, который отличается быстрой сваркой – 9 секунд.
   
   Выбор оптимальной программы сварки осуществляется автоматически, после чего аппарат самостоятельно контролирует качество созданного стыка. Имеет жидкокристаллический дисплей с диагональю 5,5”, способен определить и отобразить угол скола волокна, а также его сердцевину. Стоимость – 355 тыс. руб.
3. Автоматический агрегат FurukawaS177A зарекомендовал себя в качестве одного из наиболее компактных и легких устройств, способных выравнивать оптоволокно посередине.
   
   Сварочный аппарат оснащен ярким жидкокристаллическим дисплеем, встроенной батареей питания, осуществляет сварку всех типов оптоволоконных кабелей с высокой точностью. Цена 690 – тыс. руб.
4. Inno Instrument IFS-15S отличается особой компактностью, выравнивает оптические волокна по середине.
   
   Агрегат оснащен универсальными сменными держателями и дисплеем с диагональю 4,3”. Стоимость – 400 тыс. руб.
5. DVP 730 функционирует со всеми типами сетей, аппарат оснащен русским интерфейсом, способен работать от встроенных источников питания длительное время.
   
   Аппарат нужно настраивать вручную, а калибровка и проверка торцов проводится в автоматическом режиме. Цена – 150 тыс. руб.

Применяемые инструменты

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

Стандартный набор инструментов монтажника-спайщика включает в себя:

• комплект стрипперов;
• комплект отверток;
• плоскогубцы;
• тросокусы;
• набор ножей;
• прочие дополнительные инструменты для различных рабочих ситуаций.

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.

Подведем итоги

Только высококлассные сварочные аппараты для оптоволокна предоставляют сварщику возможность создавать действительно качественные и надежные швы на оптическом материале для передачи информации.

Именно поэтому важно выбрать такую модель аппарата для сварки оптического волокна, которая будет соответствовать основным требованиям к такому оборудованию как гарантия высококлассного результата.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...