Все про современные автоматические сварочные аппараты

Аппараты для сварки оптических волокон – это высокотехнологичные устройства, задача которых заключается в автоматизации комплекса работ — от совмещения торцов волокна до защиты соединения. Сварочные аппараты для оптики прошли длинный путь от устройства с оптическим микроскопом, ручной юстировкой волокон, позволявшего сращивать волокна с большими потерями, до полностью автоматизированных аппаратов с практически нулевыми (0,01-0,02 дБ) потерями и малым отражением от сварного соединения (<-60 дБ).

Современный аппарат для сварки оптических волокон позволяет сращивать волокна всех известных типов:

• одномодовые (G.652 (G.652D), G.657 (G.657A));
• многомодовые (G.651);
• со смещенной областью дисперсии (G.653);
• со смещенной ненулевой дисперсией (G.655).

Сварочные аппараты оснащены цветным ЖК-дисплеем, который позволяет визуально контролировать все этапы сварки оптических волокон. Благодаря встроенным в аппарат видеокамерам оператор может наблюдать за процессом с помощью цветного экрана, и полностью контролировать процессы юстировки, стыковки и сварки оптических волокон. Применение в сварочных аппаратах видеосистемы позволяет перед началом сварки визуально контролировать результат центрирования, тип сердцевины, качество торцов и микрозагрязнения свариваемых оптических волокон, а по окончании сварки оценить качество свариваемых соединений. Кроме того, ряд сварочных аппаратов представляет в цифровом виде значение угла скола и сдвиге осей оболочек (сердцевины) волокон до и после сварки, а также расчетное значение потерь в месте сварки. Устройство имеет понятное и удобное меню. Такие аппараты для сварки оптоволокна содержат программы управления сварочным процессом как для основных типов выпускаемых ОВ, так и для оптических волокон специальных типов, а также предусматривают возможность установить дополнительно собственную индивидуальную программу сварки оптоволокна.

 В автоматических сварочных аппаратах выравнивание волокон может выполняться по оболочке с их центрированием в V-образном пазу, а также по сердцевине: по профилю преломления волокна (Profile Alignment System, PAS) или максимизацией передаваемого через выравниваемые волокна сигнала (Local Injection and Detection, LID).

Юстировка по оболочке оптоволокна:

Является пассивным видом юстировки, осуществляемым с помощью V-образных направляющих, которые фиксируют концы сращиваемых ОВ. Данный вид юстировки используется преимущественно для сварки оптоволокна на городских/локальных сетях, где высоких требований к вносимым сварным соединением потерям не предъявляется.

Система LID:

LID-система (Local Injection and Detection). Принцип работы: оптический сигнал вводится через оболочку (за счет изгиба оптоволокна) одного из сращиваемых ОВ, а принимается – через оболочку другого сращиваемого ОВ. Затем происходит обработка оптического сигнала микропроцессором с последующей отработкой сигналов управления микропроцессора с помощью исполнительных устройств.

Для ввода и вывода сигналов используются изгибные ответвители. Недостаток такого подхода состоит в том, что метод LID допускает работу не со всеми типами одномодовых световодов, не позволяя применять автоматику к волокнам в буферном покрытии 0,9 мм, а использование изгибного ответвителя увеличивает риск возникновения скрытых дефектов в световоде. Однако этот метод позволяет решить проблему, связанную с тем, что силы поверхностного натяжения стремятся совместить оси оболочек, и, следовательно, развести (при наличии в волокнах эксцентриситета) оси сердцевины волокон. Как результат — дополнительные потери на шве. Поэтому при данном методе предусмотрена коррекция эксцентриситета. Оси волокон предварительно разводятся на такое расстояние, на которое согласно компьютерному расчету надо развести оси сердцевины волокон так, чтобы силы поверхностного натяжения совместили их при сварке.

 

Система PAS:

В большинстве аппаратов применяется система выравнивания волокон по изображению в параллельном пучке света PAS-система (Profile Alignment System). При таком методе юстировки волокна освещаются сбоку параллельным пучком света так, что из-за разницы показателей преломления оболочка и сердцевина фокусируют свет, действуя как цилиндрические линзы. При этом формируется изображение, на котором видны границы сердцевины и оболочки волокна, что позволяет определить эксцентриситет в каждом из волокон. Анализ изображения линии, выполняемый с помощью телекамеры и встроенного контроллера сварочного аппарата, позволяет осуществить юстировку световодов. Одновременно контроллер системы управления аппарата оценивает качество скола торцевой поверхности волокон и в случае выявления каких-либо дефектов прекращает процесс сварки. Она используется и для грубой юстировки, и для тонкой подстройки волокон.

 

Схема центрирования по внешнему излучению (PAS метод)

Для быстрого перехода от одного режима сварки к другому во всех автоматических сварочных аппаратах встроены программы сварки стандартных оптических волокон. Для задания иного режима предусмотрено запоминание установленных параметров, которые затем доступны при сварке аналогичных волокон, что естественно ускоряет проведение сварочных работ.

В современных сварочных аппаратах управление процессом сварки производится с учетом контролируемых параметров внешней среды (влажность, температура, атмосферное давление и др.).

Факторы, оказывающие влияние на процесс сварки:

Существует множество факторов влияющих на процесс сварки

• самоцентрирование (влияние сил поверхностного натяжения расплава стекла)

• эксцентриситет сердцевины оптоволокна; качество поверхности торцов ОВ; качество подготовки оптоволокна (наличие/отсутствие микротрещин);

• чистота V-образных ложементов ОВ (отсутствие загрязнений);

• термические характеристики оптоволокна; качество электродов.

В процессе изготовления оптических волокон имеют место некоторые отклонения от их номинальных размеров. Допускаемое отклонение составляет всего лишь тысячные доли миллиметра, но и такие отличия могут повлиять на потери сростка ОВ. В целом влияние на величину потерь, вносимых сростком оптоволокна, оказывают как отличия в геометрических характеристиках оптического волокна, так и погрешности его юстировки и монтажа.

Процесс сварки:

Сваривание оптоволокна представляет собой сложный процесс, состоящий из нескольких этапов:

• разделка кабеля, при которой внешняя изоляция оптического кабеля снимается, после чего снимается изоляция и с отдельных модулей, в каждом из которых находится до 12 волокон;

• волокна очищаются от гидрофобного материала, в качестве которого используется гель – бесцветный или слегка окрашенный;

• на волокна одного из свариваемых кабелей надеваются гильзы КЗДС (комплект для защиты соединений), состоящие из термоусадочных трубок с силовым стержнем;

• на 2-3 сантиметра по концам волокон снимается лак, они протираются спиртом;

• после зачистки, волокно скалывается строго перпендикулярно оси, это выполняется прецизионным скалывателем с допуском отклонения не выше 1,5 градуса;

• свариваемые волокна укладываются с V-канавки и зажимаются;

• совмещение волокон (юстировка) производится манипуляторами под микроскопом. В современных аппаратах это выполняется автоматически;
• концы волокон с микрозазором между ними разогреваются до необходимой температуры при помощи электрической дуги, после чего микродоводкой одного из держателей совмещаются, время сварки составит 7-10 секунд;
• аппарат проверяет прочность сваривания механической деформацией и оценивает затухание на стыке, для оценки прочности места сварки в сварочных аппаратах, как правило, предусматривается тестирование на разрыв, при котором производится растяжение места сварки с усилием, равным обычно 200 г, 450 г или иным значением;
• после сварки волокна место стыка необходимо защитить. Наиболее популярной является термоусадка с помощью комплекта деталей защиты сростка (КДЗС) или защитной гильзы (protection sleeve). Этот комплект представляет собой термоусаживающую гильзу длиной 40 или 60 мм, внутри которой расположена трубка из материала с высокой текучестью и металлический стержень диаметром 1 мм. Обычно внешняя трубка гильзы выполняется бесцветной, возможна поставка на заказ цветных защитных гильз.

 

Перед сваркой гильзу КДЗС надевают на один из сращиваемых концов волокна. После сваривания ее надвигают на место стыка и нагревают в печке сварочного аппарата до температуры 100…120° С на протяжении 1–1,5 минуты.

• после этого волокна располагаются в сплайс-пластине, в кассете оптической муфты или кросса.

Современные аппараты для сварки оптических волокон имеют компактные размеры, что необходимо при работе в «полевых» условиях.

Работать с аппаратом можно при различных погодных условиях, скорости ветра до 15-17 м/c, но температурный диапазон ограничен: стандартно это -20 — +40.

Использование аппарата для сварки оптических волокон при монтаже и эксплуатации ВОЛС дает гарантии того, что все места соединений оптических волокон имеют высокую механическую прочность и низкий показатель вносимого в линию затухания, что немаловажно в связи с распространением пассивных оптических сетей, технологий спектрального уплотнения (CWDM/DWDM) и растущими требованиями к оптическому бюджету ВОЛС.

В нашем магазине Вы сможете выбрать и купить автоматический сварочный аппарат как с выравниванием по сердцевине, так и по оболочке.

Хит продаж – сварочный аппарат типа KL-280G, KL-500 – легкий, недорогой, работает со всеми типами оптического волокна. Так же отличным предложение является сварочный аппарат типа Mini-6S, Mini-4S.

В разделе Аксессуары Вы сможете найти все необходимое для сварки оптического кабеля – салфетки безворсовые, спирт изопропиловый абсолютированный и изопропиловый ОСЧ, стриппер и т.д.