Сварка оптоволокна: применяемое оборудование, инструменты для пайки оптических кабелей

Как выполняется сварка оптоволокна

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.

сердечник 9 нм;
защитный лак с отражающей оболочкой 125 нм;
защитное покрытие, буфер 250 нм;
вторичный буфер.

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:

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 категории:

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

Процедура сваривания ВОЛС

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

Оптоволоконный кабель разделяется: снимается изоляционное покрытие, отделяются отдельные модули, состоящие из определенного количества оптического волокна. Их сваривание производится отдельно.
Волокна зачищаются (с них удаляется влагозащитное покрытие).
На оптоволокно надевается КДЗС — специальная насадка из термоусадочных трубок и усилительных стержней.
С волоконных окончаний убирается защитный слой (гель, лак), производится обработка спиртом.
Затем волокна фиксируют прецизионными скалывателями (скол должен сформироваться перпендикулярно оси волокна).
Свариваемые волокна помещаются в V-образные канавки (зажим).
Их совмещают под микроскопом. В современных моделях эта процедура выполняется автоматически.
Волокна разогреваются электрической сварочной дугой до необходимой температуры.
Посредством механической деформации сварка оптоволоконного кабеля проверяется на прочность, оценивается процесс затухания, осуществляемый стыками.
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:

стандартные кабели, имеющие оболочку с модульными трубочками;
современные многослойные кабели, которые наделены двухуровневой защитой и прочими достоинствами.

По области применения:

для наружного использования;
для внутренней прокладки (этот вариант используется нечасто исключительно в дата-центрах).

По условиям эксплуатации:

подвесные;
грунтовые;
для кабельных канализационных систем;
подводные;
для ЛЭП.

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:

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).

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:

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.

Читать еще: Какое купить оборудование для мини-пивоварни для бизнеса

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 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.

Читать еще: Классификация и основные принципы работы токарных автоматов и полуавтоматов

Аппараты для сварки оптоволокна (оптических волокон)

высокая точность сведения волокон по активной V-канавке
портативное исполнение
ресурс электродов: 38 000 сварок
поддержка технологии подваривания коннекторов Splice-On

Цена: 139 360 руб.

Поддержка обслуживания через Internet
Высокая точность сведения волокон по сердцевине (IPAAS)
Высокая скорость сварки (6 сек) и термоусадки (13 сек)
Большая емкость аккумуляторной батареи 4700 мАч, (6000 мАч – опция)
Автораспознавание типа волокна
Цветной сенсорный дисплей 5,0”

Цена: 264 407 руб.

повышенный ресурс электродов: 18 000 сварных соединений
повышенный ресурс лезвия скалывателя: 50 000 сколов
снабжен двумя печами для термоусадки КДЗС
высокая точность сведения волокон по сердцевине (IPAAS)
высокая скорость сварки (6 сек) и термоусадки (13 сек)
большая емкость аккумуляторной батареи 4700 мАч
цветной сенсорный дисплей 5,0”
защита от влаги, пыли и ударов

Цена: 325 325 руб.

5 инструментов для сращивания оптических волокон в одном корпусе: сварочный аппарат, скалыватель, термостриппер, помпа для спирта, печь для термоусадки гильз
вмонтированные диагностические средства: измеритель оптической мощности, визуализатор повреждений (опция)
удаленное обслуживание через Internet
ресурс электродов: до 21 000 сварок
поддержка технологии подваривания коннекторов Splice-On

Цена: 233 335.70 руб.

Артикул: IL-Swift S5

высокое качество сварного соединения
многофункциональность: сварочный аппарат, скалыватель, термостриппер, помпа для спирта
функция искусственного внесения потерь в сварное соединение
мощная аккумуляторная батарея (320 циклов)
возможность установки коннекторов

Цена: 414 594.70 руб.

5 функций в одном устройстве: удаление буфферного слоя, чистка, скалывание волокна, сварка волокна, термоусадка КДЗС
отсутствие царапин на волокне при термической зачистке (увеличение прочности волокна на 3 кг больше)
повышенный ресурс электродов: 10 000 сварных соединений
повышенный ресурс лезвия скалывателя: 75 000 сколов
поддержка обслуживания через Internet
высокая точность сведения волокон по сердцевине (IPAAS)
большая емкость аккумуляторной батареи 6000 мАч
цветной сенсорный дисплей 5,0”, двунаправленная операционная система
интуитивно понятное меню, защита от влаги, пыли и ударов

Цена: 399 262.50 руб.

работа с единичными и ленточными волокнами (2-12)
потери на сварном стыке: SM: 0.05dB, MM: 0.02dB, DS: 0.08dB, NZDS: 0.08dB
типичное время сварки: 16 сек
память на результаты сварок: 10 000 результатов

Цена: 605 150 руб.

cостав комплекта: сварочный аппарат GT-915FS с аксессуарами + скалыватель 915CL
юстировка по активной V- канавке
низкие потери на сварном соединении: 0.02/0.01/0.04/0.04 дБ
автоматическая и ручная калибровка дуги
возможность установки Splice-On коннекторов SC, LC, FC, ST
защита от воды и пыли: IP52
3 года гарантийного обслуживания

Цена: 394 618.68 руб.

3 года гарантийного обслуживания
юстировка по активной V- канавке
низкие потери на сварном соединении: 0.02/0.01/0.04/0.04 дБ
автоматическая и ручная калибровка дуги
возможность установки Splice-On коннекторов SC, LC, FC, ST
защита от воды и пыли: IP52

Цена: 350 227.20 руб.

выравнивание по сердцевине
потери на соединении: 0.02 дБ (SM), 0.01 дБ (MM); 0.04 дБ (DS), 0.04дБ (NZDS)
длина зачищенного волокна после скола: 10 мм
возможность отслеживания сварочного аппарата через GPS
емкость аккумулятора: 6600 мАч
3 года гарантии
скалыватель Greenlee 910CL в комплекте
держатели волокна и коннекторов в комплекте

Цена: 584 630.80 руб.

выравнивание по сердцевине
потери на соединении: 0.02 дБ (SM), 0.01 дБ (MM); 0.04 дБ (DS), 0.04дБ (NZDS)
длина зачищенного волокна после скола: 10 мм
возможность отслеживания сварочного аппарата через GPS
емкость аккумулятора: 6600 мАч
3 года гарантии
скалыватель Greenlee 910CL в комплекте

Цена: 556 821.53 руб.

выравнивание по сердцевине
потери на соединении: 0.02 дБ (SM), 0.01 дБ (MM); 0.04 дБ (DS), 0.04дБ (NZDS)
длина зачищенного волокна после скола: 10 мм
возможность отслеживания сварочного аппарата через GPS
емкость аккумулятора: 6600 мАч
3 года гарантии
скалывателя в комплекте нет

Как выбрать и использовать сварочный аппарат для оптоволокна?

Время чтения: 6 минут

Многие из современных способов передачи данных требуют использования специальных оптических кабелей. К примеру, оптический кабель (он же оптоволокно) широко применяется при передаче высокоскоростного интернета. И чем больше потребность в быстрой передаче данных, тем востребованнее сварка ВОЛС (волоконно-оптическая линия связи).

Для ВОЛС сварки необходимо не только обладать высокой квалификацией и навыками, но еще и иметь в арсенале достойный аппарат для сварки оптики. Выбор аппаратов для работы с ВОЛС не так велик, как те же инверторы для РДС сварки или полуавтоматы. Да и цена на такое оборудование начинается от нескольких тысяч долларов. Поэтому важно правильно определиться с выбором, чтобы покупка окупила себя сполна.

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Прежде чем мы приступим к выбору аппарата, необходимо разобраться с самим оптоволокном. В профессиональной среде его называют волоконно-оптическим кабелем, хотя так же распространены названия «оптика» или известное вам «оптоволокно».

Оптоволоконный кабель представляет собой множество прозрачных волокон, которые обладают светопроводящими особенностями и передают оптический сигнал. Оптические сигнал — это потоки фотонов, которые движутся с большой скоростью. Оптоволокно как раз и призвано передавать эти сигналы.

Волоконно-оптический кабель может иметь различное строение. Самый простой из кабелей состоит непосредственно из волокон, термоусадочной трубочки и изоляционного материала. Но такие кабели применяются редко. Зачастую используются более технологичные типы кабелей, у которых может быть множество дополнительных слоев. Кабель с большим количеством изоляционных слоев может без проблем передавать данные, даже находясь на дне океана.

Читать еще: Можно ли и как проверить конденсатор мультиметром в домашних условиях: надо ли его обязательно выпаивать

Вообще, сфера применения оптоволоконных кабелей очень обширна. Они прокладывают под землей и под водой, подвешивают, монтируют внутрь приборов либо просто оставляют на виду. При этом для каждой задачи необходимо применять свой тип кабеля. Те же кабели, прокладываемые под грунтом, должны быть защищены с помощью специальной металлической муфты.

ВЫБОР АППАРАТА

Выбирая аппарат для сварки оптических волокон, внимательно ознакомьтесь с его характеристиками, особенностями и дополнительным функционалом. Сейчас на рынке представлено много моделей, которые похожи друг на друга внешне, но техническая «начинка» и стоимость существенно отличаются.

Мы рекомендуем обратить внимание на следующие критерии:

МЕТОД ЮСТИРОВКИ

В данном случае, юстировка — это выравнивание оптоволокна для формирования соединения. Существует около 5 способов юстировки, применяемых в современных аппаратах. Нельзя однозначно сказать, какой из них самый лучший. Но практика показала, что метод юстировки по оболочке волокна самый недорогой и при этом вполне допустимый даже при работе с городскими сетями. Такой аппарат для сварки оптоволокна стоит немного дешевле остальных, но пусть вас это не смущает. Они вполне функциональны.

РУЧНАЯ ИЛИ АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЮСТИРОВКА

Автоматический сварочный аппарат для сварки оптики — это стандарт. Такие аппараты стоят дороже и способны без участия мастера выравнивать оптоволокно. Ручные аппараты так же встречаются, но уже намного реже. Их единственное достоинство — более низкая цена. Мы рекомендуем не экономить на этом и брать автоматический аппарат.

ТИП ОПТОВОЛОКНА И КОЛИЧЕСТВО СВАРИВАЕМЫХ ВОЛОКОН

Существует множество типов оптоволоконных кабелей, предназначенных для определенной сферы применения. Вы должны знать, какую работу будете выполнять. Поскольку сварочный аппарат оптоволокна для сварки внутренних ВОЛС может быть не предназначен для сварки внешних ВОЛС. Также обращайте внимание на то, какое количество волокон может сварить аппарат за одну сессию. Чем больше, тем шире ваши возможности.

ВРЕМЯ РАБОТЫ, ГАБАРИТЫ И ПРОЧЕЕ

Это так же не менее важные характеристики, на которые нужно обратить внимание. К примеру, ультра компактные модели подойдут для частых выездных работ, когда приходится постоянно транспортировать аппарат. Также, чем больше комплектация у аппарата, тем лучше. Словом, все зависит от конкретной модели.

НА ЧТО ЕЩЕ ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ?

Оборудование для сварки оптоволокна может стоит либо дорого, либо очень дорого. Это узкоспециализированное оборудование, поэтому производители практически не используют маркетинговые схемы обмана покупателей. В большинстве случаев дорогой аппарат для сварки оптического волокна будет представлять собой отлично собранный технологичный прибор, который стоит своих денег. Поэтому не пытайте сэкономить и купить подделку. Ведь от функционала аппарата во многом зависит качество получаемых соединений.

Сварочный аппарат оптических волокон должен быть хорошо собран. Не должно быть посторонних скрипов и непонятных звуков из корпуса устройства. Вы приобретаете профессиональный инструмент и просто не имеете права на ошибку. Поэтому внимательно осматривайте корпус и не забудьте включить аппарат перед покупкой, чтобы убедиться в его работоспособности.

Что касается производителей, что на данный момент наилучший сварочный аппарат для оптоволокна — это японский аппарат. Они самые дорогие из всех, зато крайне надежны, технологичны и позволяют выполнять сварку высшего класса.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Оптический сварочный аппараточень похож на робота, поскольку большинство сварочных операций он выполняет самостоятельно. Он также сам центрирует заготовки и определяет место будущего соединения. Но это не значит, что сварку оптоволокна можно доверить любому мастеру, вне зависимости от его квалификации.

Оптоволоконная сварка сложна и требует определенных знаний в этой области. Чтобы получить достойное соединение, вы должны правильно выполнить все подготовительные работы. К ним относится разделка волоконно-оптического кабеля, тщательная зачистка и скалывание волокон, монтаж волокон в аппарат на специальные зажимы.

Остальные действия в основном выполняет аппарат. Вам же нужно правильно его настроить, чтобы получить надежное соединение. Прибор для сварки оптоволокна всего лишь выполняет ваши команды, поэтому качества работ будет зависеть именно от мастера. Подготовка оптоволокна к сварке — это трудоемкая и точная работа, которая требует от вас максимальной концентрации.

Ранее мы уже рассказывали подробнее о применении аппарата для сварки оптики. Обязательно прочтите.

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Оптоволоконные кабели используются повсеместно. Их можно найти везде: и под землей, и под водой и даже в воздухе. Они необходимы для быстрой и бесперебойной передачи данных, например, высокоскоростного интернета. Для сварки оптоволокна необходимо обладать определенными навыками и знаниями в этой области.

Аппараты, применяемые для сварки ВОЛС (волоконно-оптическая линия связи) компактны и удобны в применении. Их ассортимент не очень велик, а стоимость высока. Поэтому перед покупкой убедитесь, что заявленных характеристик вам будет достаточно для выполнения сварки. А вы когда-нибудь занимались сваркой оптоволокна? Какой аппарат вы использовали и какие настройки задавали? Поделитесь своим опытом в комментариях ниже. Желаем удачи в работе!

голоса

Рейтинг статьи