拉丝工艺光纤的制造课件.ppt

光纤的制造,纤芯和包层是不可分离的，纤芯与包层合起来组成裸光纤。,光纤成品,芯层:SiO2+Ge+F包层:SiO2+F内涂覆层:丙烯酸树脂外涂敷层:丙烯酸树脂,光纤原理（全反射）,光纤的制造主要工艺步骤：1光纤预制棒制备2光纤拉丝（原材料：预制棒）,预制棒的制作（气相沉积技术）,气相沉积技术,芯棒,外包层,外部化学气相沉积法（OVD）,轴向气相沉积法（VAD）,改进的化学气相沉积法（MCVD）,等离子化学气相沉积法（PCVD）,套管法,粉末法,等离子喷涂法,溶胶凝胶,外部化学气相沉积法（OVD）,OVD实物图,等离子体管内化学气相沉积法（PCVD）,经PCVD沉积好的管子在熔缩车床上熔缩成一实心预制棒,预制棒,拉丝预制棒经拉丝，被拉成125m粗细的光纤，并涂上二层树脂以保护光纤的强度。,芯径单模光纤：10um（长距离通信主干）多模光纤：50um/62.5um（通信局域网，一般是橘色外皮）包层直径普通光纤：125um涂覆层直径普通光纤内层170200um外层245um,普通光纤拉丝塔,特种光纤拉丝塔,光纤直径控制原理已知在正常状态，若预制棒的馈送速度为V送，光纤的拉丝速度为V拉,预制棒的外径为D，裸光纤的外径为d。熔化前的棒体容积：*(D/2）(*V送*t)等于熔化拉丝后光纤的容积：*(d/2）(*V拉*t)化简后关系：V拉=V送*D/d,预制棒的预处理,预制棒,预制棒和把棒连接,拉丝塔工艺控制过程,拉丝塔主要部件介绍（送棒机构）,1手动控制盒可控制送棒机构可上下左右移动2将预制棒向下送入拉丝炉内，目测预制棒与拉丝炉的间隙。当发现其偏离中心位置时，用手动控制盒上的XY位置调整按钮进行调整,拉丝塔各部件介绍（拉丝炉）,Ar,冷却水,中心管,套管,冷却水：起到冷却炉体、炉顶盖、炉底盖、电极、和夹具的作用，确保冷却水已开Ar：确保炉内充满氩气，避免石墨和氧气接触发生反应退火管：消除光纤的应力中心管：石墨体顶盖：防止氧气进入拉丝炉电极：电加热,退火管,顶盖,电极,UV胶,拉丝塔各部件介绍（涂覆装置）,涂覆材料：环氧丙烯酸酯或聚丙烯酸酯CO2:消除涂覆过程中出现的气泡,拉丝塔各部件介绍（光固装置）,UV石英灯管：避免通过的光纤受空气的污染和振动N2气：惰性气体氮气来避氧以加速固化。洁净干燥的氮气从石英管底部被引入，并以层流的方式向上到炉子顶端，这将起着排除氧气的作用，同时还可带出涂料中的挥发组分，使光纤免受污染，还可避免光纤因受灯源的红外辐射所致的过热问题抽风装置：确保紫外固化炉在正常工作时不至于因温度过高而烧坏炉子。,2019/12/15,23,可编辑,2019/12/15,24,可编辑,筛选工艺及设备简介（筛选设备）,通过在光纤上施加一适当大小的张力，筛去低于或等于筛选强度的裂纹点，保证幸存光纤的机械可靠性，从而避免光纤在后续工序的使用过程中断纤；这主要是因为当光纤在成缆过程中和用于实际环境中时，必须经受住一定的机械应力和化学环境的侵蚀,选择传输特性优良和张力合格的光纤,经过强度试验后，合格光纤将进行传输性能和几何性能的测试。,最后工艺测试与包装,拉丝塔结构,环境条件：洁净度：10000级温度：20C30C湿度：40%70%,拉丝工序的安全防护措施,在拉丝塔上作业时要穿戴好洁净服、防滑鞋和安全帽。在拉丝塔上作业时，所用的工具用完后要立即放回工具箱内，严防任何物品从高处坠落。在拉丝塔正常运行时，牵引轮和收线机的防护罩必须关上。高温操作时必须戴好隔热手套，避免被高温光棒及熔化料头烫伤。接触光纤碎屑（如光纤穿丝过程），要防止光纤扎伤皮肤；万一光纤扎入皮肤，应立即用镊子将其夹出。在UV固化灯和拉丝炉等强光处操作时要戴好防护墨镜，严禁裸眼直视。在进行接触化学品如涂覆树脂、乙醇等的操作时，要戴好乳胶手套。在升降机上操作时，当升降机在升降过程中，头手不要伸到护栏外部。防止拉丝炉及拉丝炉周围的水泄漏，一旦发现泄漏，立即切断电源；在泄漏被查明和修复之前，拉丝炉不能通电。防止UV固化灯内烟气进入工作间。,拉丝工序的主要辅料及工具,原料：光纤预制棒(带把棒)内涂UV固化涂料外涂UV固化涂料。辅料：收线盘氩气氮气二氧化碳氦气乙醇洁净纸一次性手套粘胶带等。工具：光纤坠力矩扳手斜口钳清洁刷乙醇瓶手电筒铁桶吸尘器镊子螺丝刀卷尺直尺喉箍等。,拉丝操作步骤一（动力供给）,1.打开控制柜上的主开关，启动微机，显示光纤拉丝塔的主操作界面2.打开气体管路阀门，确定气控柜各种气体压力参数（Ar、N2、He、CO2和压缩空气）3.打开冷却水阀门，确定冷却水压力和流量,拉丝操作步骤二（拉丝炉升温）,安装炉顶盖插入炉底塞并用底门固定在主操作界面上设置Ar气流量（上中下）当拉丝炉压力表读数为0时，按下手动控制盒上的抽真空开，当拉丝炉压力表读数稳定在为-0.09MPa时，按下手动控制盒上的Ar气开，使压力表从0.09MPa升到0。反复进行三次，完成抽真空操作取出炉底塞，关闭炉底门。,1.拉丝炉抽真空,2.预制棒进给在把棒的顶端套两个喉箍用三角卡盘夹好预制棒把棒，并用2公斤的力矩扳手将预制棒卡紧。（如听到咔嗒一声即松，不得继续用力以免夹裂把棒）去掉炉底塞，关闭拉丝炉底门揭开炉顶盖在预制棒进给机构的开关盒上按下寸动下降以降低预制棒。,拉丝操作步骤二（拉丝炉升温）,2.预制棒进给降低预制棒，新棒以起始端为零点，拉过丝的旧棒以其与拉丝炉顶相切处的外径大约为10mm作为零点，按住复位键清零，开始记数在上述条件下将预制棒插入拉丝炉263mm。降低预制棒的同时应检查预制棒不能碰到拉丝炉。目测预制棒与拉丝炉的间隙。当发现其偏离中心位置时，用手动控制盒上的XY位置调整按钮进行调整,拉丝操作步骤二（拉丝炉升温）,拉丝操作步骤二（拉丝炉升温）,3.拉丝炉升温在拉丝炉退火管下放一铁桶，将底门关闭打开拉丝炉的电源在辅助牵引轮下放一铁桶设定预制棒母棒长和母棒直径的数值。其中，母棒长=（预制棒有效长度+263）mm设定下料温度。使用新预制棒时，下料炉温应设定到2150C；拉过丝的旧棒下料炉温设定到2100C。确定拉丝炉氩气流量设定正确；确定拉丝炉中的气压和冷却水的指示灯均为绿色。确定拉丝炉升温前检查各项正常后，按下主控柜拉丝炉开，拉丝炉开始升温,拉丝操作步骤三（穿丝）,1.在辅助牵引轮处牵引当炉温达到下料温度时，每5分钟左右稍微打开炉底门，用有色玻璃片观察拉丝炉内光纤状态；如果发现拉丝光纤料头从退火管中滴下，马上打开拉丝炉底门，进行下面操作，否则，关闭炉底门料头直径小于10mm，不必剪断料头，让料头自然下落，当在炉底门处的光纤直径大概在1-2mm时，关闭炉底门；如果料头直径较大，则要用斜口钳剪断光纤,再用镊子夹住光纤，轻轻往下拉，当在炉底门处的光纤直径大概在1-2mm时，关闭炉底门。注意：不要碰到光纤。当料头到辅助牵引轮处时，先将手放置在光纤旁，感觉光纤是否冷却，如果光纤温度较高，不要用手触摸，而用斜口钳往废纤盒内拉光纤，并将料头切掉；待光纤冷却可以用手触摸时，再用手拉细光纤用手牵引光纤端头使其变细(约200um)，按下辅助牵引轮控制盒上的关，合上辅助牵引轮,由辅助牵引轮挟持并牵引光纤，同时，将一废纤盒放在辅助牵引轮下收集光纤,拉丝操作步骤三（穿丝）,2.穿丝安装涂覆器的模具。一次穿丝。在辅助牵引轮的正下方剪断光纤，移走废纤盒，在一次。涂覆器处开始穿丝。不要插入光纤太急，而要缓慢插入。当光纤被卡住时，轻轻抽回光纤并进行重新插入。在光纤顺利通过模具之后，从模具底部拉紧光纤，并同时挂上牵坠。在光纤穿过一次固化UV固化灯时，半关闭UV固化灯门，注意：光纤不要摩擦灯门。,拉丝操作步骤三（穿丝）,2.穿丝二次穿丝（在穿丝时光纤断过三次，应清理模具后才可重新穿丝）光纤穿过二次固化UV固化灯时，半关闭UV固化灯门，注意：光纤不要摩擦灯门光纤穿过二次UV固化灯底门后，卸下牵坠用手牵引使光纤经过导向轮、张力轮，然后到达牵引轮。打开牵引轮保护盘，并将光纤导入牵引轮和传送带之间后，打开辅助牵引轮，再按下吸引器开，使吸尘器吸入光纤设定预制棒推进速度为3mm/min。按下电控柜上牵引盘中的加速，提高牵引速度，同时升高炉温并保持光纤直径为1355m。,拉丝操作步骤四（涂覆和加速）,1.涂覆开始和加速打开UV固化灯和送排风开关。检查并确定主控柜上一次涂覆和二次涂覆树脂温度当牵引速度为15m/min时，启动第二次涂覆。确定气控柜上第二次涂覆CO2流量，确定二次涂覆初始压力,确定气控柜上二次涂覆UV固化灯氮气喷入和喷出流量.根据直径测量仪的显示检查涂覆的进行情况，观察牵引轮并判断涂覆进行是否顺利,拉丝操作步骤四（涂覆和加速）,1.涂覆开始和加速当二涂层直径测量仪显示光纤直径在220um以上时，用手牵引光纤，将光纤挂线到舞蹈轮后到达收线机传动轮，保持吸尘器在收线机A盘一侧继续吸引光纤按下控制柜上的加速按钮使速度提高到25m/min，同时保持光纤的直径大约1255m，并继续升高炉温2175C。启动第一次涂覆。确定气控柜上第一次涂覆CO2流量，确定一次涂覆初始压力，确定气控柜上一次涂覆UV固化灯氮气喷入和喷出流量.在电脑主操作面上的自动启动运行设定中选择一次涂覆压力和二次涂覆压力为自动,拉丝操作步骤四（涂覆和加速）,1.涂覆开始和加速按住收线机上B盘一侧的线盘闭，直至闪烁指示灯灭。然后按住控制柜上的收线自动按钮，光纤将自动缠绕在收线机B盘上在控制柜上手动调整光纤的速度和炉温,保持裸光纤的直径为1251m。当炉温升到运行温度（2100-2300C）,牵引速度大于40m/min,裸光纤的直径为1251m时，按下控制柜上牵引盘中的自动按钮和XY位置调整中的自动按钮。完全关闭UV固化灯光纤出入口的灯门。在拉丝速度达到100m/min时，设定电脑主操作面上母棒推进装置中拉丝速度自动，设定拉丝速度数值为500m/min。,拉丝操作步骤四（涂覆和加速）,2.光纤冷却1.拉丝速度达到100m/min时，在电脑主操作面上设定冷却He气为自动。同时按下主控柜上的一次涂覆冷却管/二次涂覆冷却管中的氦气按钮，释放氦气。当He气实际流量值接近设定流量值时，关闭冷却管;然后,立即关闭冷却管上面的门.注意：操作时不允许擦碰光纤。2.拉丝速度达到300m/min时，按下记录仪上的RCD按钮开始记录，同时在记录纸上记录下当时的牵引速度、张力和拉丝长度；记录下拉丝速度达到1000m/min时的速度、张力和拉丝长度；之后每10公里记录一次拉丝速度、张力和拉丝长度。3.拉丝速度达到500m/min时，自动更换收线盘，B盘下，A盘上从换下的收线盘B上的光纤末端截取5m光纤进行拉丝过程检验。4.拉丝速度达到800m/min时,按下电控柜上的母棒调整中的自动按钮。同时检查电脑主操作面母棒推动装置界面中拉丝速度为手动）5.拉丝速度为1000m/min时,监控光纤在其速度下稳定运行。光纤张力为180-220g,拉丝操作步骤五（拉丝终止）,在电控柜下按下停止按钮，停止预制棒的推进，降低光纤的速度。当拉丝速度降到500m/min时，在牵引轮后剪断光纤，同时关闭一次涂覆。当拉丝速度降到300m/min时，关闭二次涂覆；打开冷却管；关闭He气。当速度降到200m/min时，在辅助牵引轮下方剪断光纤。按下主控柜上拉丝炉中的关按钮。按下主控柜上牵引盘中的关按钮。提升预制棒。提升距离为100mm左右。按下记录仪上的RCD按钮，记录笔停止记录。关闭主控柜上的拉丝炉电源