Оптичне зварювання

Зварювання оптичного волокна є процесом з'єднання оптоволокна за допомогою впливу високої температури. Процес зварювання в основному здійснюється за допомогою автоматичних пристроїв без втручання людини. Оптичні апарати для зварювання дозволяють здійснювати повний цикл робіт в автоматичному режимі на всіх стадіях від початку до кінця.

Конструкція апаратів для зварювання оптичних волокон

Сучасний апарат, призначений для зварювання оптичного кабелю, по суті є промисловим роботом з автономною системою управління. Незважаючи на складність конструкції та високу функціональність, це досить компактні та мобільні пристрої.

У конструкції кожного апарату для зварювання оптичних волокон присутні такі елементи:

Блок живлення
Електронний вузол у складі материнської плати, дугових блоків та перетворювачів напруги.
Блок механіки
Дисплей для здійснення контролю над процесом та клавіатура

Кожен апарат має пакет унікального програмного забезпечення. В інтерфейс пристрою включено відкрите користувальницьке та приховане сервісне меню. Сервісне меню, призначене для налаштувань та регулювань пристрою, закривається паролем, щоб уникнути несанкціонованого доступу до нього.

За своїми функціональними можливостями апарати для оптичного зварювання поділяються на три групи:

Пристрої для зварювання оптичного кабелю
Зварювальні апарати з функцією вирівнювання по серцевині
Зварювальні апарати оснащені фіксованими V-подібними канавками

Етапи зварювання волоконно-оптичних лінійзв'язку

Зварювання волоконно-оптичних ліній зв'язку проводиться у кілька етапів та передбачає такі дії:

Обробка оптоволокна. З волоконного кабелю видаляється ізоляція, після чого ізолюючий шар видаляється з його окремих модулів, що включають певну кількість оптичних волокон.
Очищає волокна від вологозахисного шару, в якості якого найчастіше застосовується пофарбований гель.
Оснащення оптоволокна насадкою КДЗС у складі термозбіжних трубок і підсилювальних стрижнів.
Очищення спиртом кінчиків волокон від лаку.
Сколювання зачищених волокон прецизійним інструментом. Скіл здійснюється перпендикулярно осі волокна з відхиленням, що не перевищує 1,5 градусів.
Укладання підготовленого до зварювання оптоволокна в затискач або V-подібну канавку зварювального пристрою.
Поєднання волокон за допомогою маніпулятора та мікроскопа. У вдосконалених апаратах цей процес повністю автоматизовано.
Розігрів волокон до необхідної температури за допомогою електричної дуги. Одночасно із цим проводиться поєднання торців.
Автоматичний контроль міцності з'єднання та оцінка згасання, що вноситься стиками.
Місце з'єднання покривається спеціальним захисним комплектом, після чого ділянка оптоволокна поміщається в теплову камеру для проведення усадки.

Види оптичних волокон

Оптичні кабелі поділяються на різні види за своїми конструкційними особливостями, сферою застосування та способами прокладання.

Промисловість випускає оптичні кабелі різних конструкцій - від найпростіших, що складаються з ізолюючої оболонки з модульними трубочками, до багатошарових виробів,оснащені кількома рівнями захисту.
За сферами застосування оптоволокно випускається для внутрішніх та зовнішніх прокладок. Внутрішні прокладки застосовуються досить рідко, переважно вони зустрічаються в дата-центрах високого класу, де особлива увага приділяється оформленню інтер'єру.
Оптичні кабелі можуть підвішуватися, прокладатися у ґрунті, проводитися в кабельних каналах, під водою, підвішуватися на опорах ЛЕП. Найчастіше кабелі підвішуються і укладаються у ґрунті.

Спеціальний інструмент для обробки оптичного кабелю

Для з'єднання оптоволокна потрібне обладнання для зварювання оптичного кабелю. Перш за все це різні спеціальні інструменти, з використанням яких кабель обробляється і готується до зварювання. Як правило, у фахівців-спайщиків присутній набір інструментів НІМ-25, до якого входять тросокуси, стрипери, ножі, гострогубці, викрутки та інший інструмент для виконання робіт.

Крім вищезгаданого набору ринку продаються й інші комплекти, у яких у тому мірою присутні інструменти до роботи з оптико-волоконными кабелями.

При виборі інструментів для роботи з оптоволокном слід враховувати, що вимоги щодо їх якості досить високі. Якщо звичайні плоскогубці або кусачки від невідомого виробника для використання в побуті цілком підійдуть, у питанні спецінструменту перевагу рекомендується віддавати якісному продукту, незважаючи на його дорожнечу.

Технологія зварювання оптично-волоконних ліній зв'язку

Розглянемо докладніше дії, які проводяться для з'єднання оптичного волокна.

В першу чергу здійснюється обробка кабелю, в ході якої необхідно дотримуватися рекомендацій, зазначених в інструкціїдо муфти. У деяких випадках потрібно зберегти силові елементи, які пізніше фіксуються до муфти, в інших випадках це не передбачено. При підготовці деяких видів кабелю необхідно заплітати з кевлару кіску, затиснувши гвинтом, а іноді її можна просто відрізати. Ті чи інші вимоги щодо довжини кабельних елементів залежать від марки кабелю та виду муфти.

Далі звільнені від ізолюючого шару волокна ретельно очищаються від захисного гідрофобного шару з використанням спеціальних серветок. Спочатку основна частина захисного шару видаляється сухими серветками, після чого волокна протираються спиртом, що розчиняє залишки гідрофобних речовин. Очищення є вкрай відповідальним етапом, оскільки від цього багато в чому залежить якість з'єднання – навіть найменше забруднення тут неприпустимо.

Наступний крок – огляд волокон щодо відсутності сколів лакового покриття та інших ушкоджень. За наявності навіть незначних пошкоджень кабель необхідно переробити, щоб уникнути проблем після зварювання.

На підготовлений до зварювання кабель насаджується спеціальна термоусадка, що постачається з муфтою. У випадках, якщо інструкція до муфти передбачає затискання кабелю герметиком у гумі, необхідності у термоусадці немає.

Для забезпечення герметичного входу кабелю в муфту насадка цього елемента проводиться з використанням мініатюрного газового пальника, промислового фена або паяльника.

Далі кабель встановлюється в апарат для зварювання оптичних волокон, де повністю автоматизованому режимі проходить процес з'єднання, який, у свою чергу, проводиться в кілька етапів:

Спалювання залишків забруднень, не видалених під час очищення. Спалювання проводиться шляхом пуску кількох електророзрядів,знищують навіть мікроскопічні частки.
Розігрів волокон для розм'якшення кінчиків, що зварюються. При цьому волокно набуває еластичність, що дозволяє йому витягуватися до точки контакту. Важливою умовою є оптимальна температура зварювання. Збій цьому етапі може призвести до деформації кінчиків волокон за її контакті, перешкоджає зрощування.
Безпосереднє зварювання волокон, при якому відбувається їх повний контакт та взаємопроникнення.
Оцінка приблизних втрат шляхом тестування на розтяг. Точну оцінку оптичних втрат у місці з'єднання слід проводити за допомогою лабораторного обладнання для зварювання оптичних волокон.