拉絲工藝-光纖的制造.ppt

1、光纖的制造,纖芯和包層是不可分離的，纖芯與包層合起來(lái)組成裸光纖。,光纖成品,芯層: SiO2+Ge+F 包層: SiO2+F 內(nèi)涂覆層:丙烯酸樹(shù)脂 外涂敷層:丙烯酸樹(shù)脂,光纖原理（全反射）,光纖的制造主要工藝步驟： 1 光纖預(yù)制棒制備 2 光纖拉絲（原材料：預(yù)制棒）,預(yù)制棒的制作（氣相沉積技術(shù)）,氣相沉積技術(shù),芯棒,外包層,外部化學(xué)氣相沉積法（OVD）,軸向氣相沉積法（VAD）,改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法（MCVD）,等離子化學(xué)氣相沉積法（PCVD）,套管法,粉末法,等離子噴涂法,溶膠凝膠,外部化學(xué)氣相沉積法（OVD）,OVD實(shí)物圖,等離子體管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（PCVD）,經(jīng)PCVD沉積好的管子在熔

2、縮車床上熔縮成一實(shí)心預(yù)制棒,預(yù)制棒,拉絲 預(yù)制棒經(jīng)拉絲，被拉成125m 粗細(xì)的光纖，并涂上二層樹(shù)脂以保護(hù)光纖的強(qiáng)度。, 芯徑 單模光纖： 10um（長(zhǎng)距離通信主干） 多模光纖： 50um/62.5um（通信局域網(wǎng)，一般是橘色外皮） 包層直徑 普通光纖： 125um 涂覆層直徑 普通光纖 內(nèi)層 170200um 外層 245um,普通光纖拉絲塔,特種光纖拉絲塔,光纖直徑控制原理 已知在正常狀態(tài)，若預(yù)制棒的饋送速度為V送，光纖的拉絲速度為V拉,預(yù)制棒的外徑為D，裸光纖的外徑為d。 熔化前的棒體容積： *(D/2）(*V送*t) 等于熔化拉絲后光纖的容積： *(d/2）(*V拉*t) 化簡(jiǎn)后關(guān)系：

3、V拉=V送*D /d,預(yù)制棒的預(yù)處理,預(yù)制棒,預(yù)制棒和把棒連接,拉絲塔工藝控制過(guò)程,拉絲塔主要部件介紹（送棒機(jī)構(gòu)）,1 手動(dòng)控制盒可控制送棒機(jī)構(gòu)可上 下左右移動(dòng) 2 將預(yù)制棒向下送入拉絲爐內(nèi)，目 測(cè)預(yù)制棒與拉絲爐的間隙。當(dāng)發(fā) 現(xiàn)其偏離中心位置時(shí)，用手動(dòng)控 制盒上的XY位置調(diào)整按鈕進(jìn) 行調(diào)整,拉絲塔各部件介紹（拉絲爐）,Ar,冷卻水,中心管,套管,冷卻水：起到冷卻爐體、爐頂蓋、爐底蓋、電極、和夾具的作用，確保冷卻水已開(kāi) Ar：確保爐內(nèi)充滿氬氣，避免石墨和氧氣接觸發(fā)生反應(yīng) 退火管：消除光纖的應(yīng)力 中心管：石墨體 頂蓋：防止氧氣進(jìn)入拉絲爐 電極：電加熱,退火管,頂蓋,電極,UV膠,拉絲塔各部件介紹（

4、涂覆裝置）,涂覆材料：環(huán)氧丙烯酸酯或聚丙烯酸酯 CO2:消除涂覆過(guò)程中出現(xiàn)的氣泡,拉絲塔各部件介紹（光固裝置）,UV石英燈管：避免通過(guò)的光纖受空氣的污染和振動(dòng) N2氣：惰性氣體氮?dú)鈦?lái)避氧以加速固化。潔凈干燥的氮?dú)鈴氖⒐艿撞勘灰耄⒁詫恿鞯姆绞较蛏系綘t子頂端，這將起著排除氧氣的作用，同時(shí)還可帶出涂料中的揮發(fā)組分，使光纖免受污染，還可避免光纖因受燈源的紅外輻射所致的過(guò)熱問(wèn)題 抽風(fēng)裝置：確保紫外固化爐在正常工作時(shí)不至于因溫度過(guò)高而燒壞爐子。,篩選工藝及設(shè)備簡(jiǎn)介（篩選設(shè)備）,通過(guò)在光纖上施加一適當(dāng)大小的張力，篩去低于或等于篩選強(qiáng)度的裂紋點(diǎn)，保證幸存光纖的機(jī)械可靠性，從而避免光纖在后續(xù)工序的使用過(guò)程

5、中斷纖；這主要是因?yàn)楫?dāng)光纖在成纜過(guò)程中和用于實(shí)際環(huán)境中時(shí)，必須經(jīng)受住一定的機(jī)械應(yīng)力和化學(xué)環(huán)境的侵蝕,選擇傳輸特性優(yōu)良和張力合格的光纖,經(jīng)過(guò)強(qiáng)度試驗(yàn)后，合格光纖將進(jìn)行傳輸性能和幾何性能的測(cè)試。,最后工藝測(cè)試與包裝,拉絲塔結(jié)構(gòu),環(huán)境條件 ： 潔凈度：10000級(jí) 溫度：20C30 C 濕度：40%70%,拉絲工序的安全防護(hù)措施,在拉絲塔上作業(yè)時(shí)要穿戴好潔凈服、防滑鞋和安全帽。 在拉絲塔上作業(yè)時(shí)，所用的工具用完后要立即放回工具箱內(nèi)，嚴(yán)防任何物品從高處墜落。 在拉絲塔正常運(yùn)行時(shí)，牽引輪和收線機(jī)的防護(hù)罩必須關(guān)上。 高溫操作時(shí)必須戴好隔熱手套，避免被高溫光棒及熔化料頭燙傷。 接觸光纖碎屑（如光纖穿絲過(guò)程）

6、，要防止光纖扎傷皮膚；萬(wàn)一光纖扎入皮膚，應(yīng)立即用鑷子將其夾出。 在UV固化燈和拉絲爐等強(qiáng)光處操作時(shí)要戴好防護(hù)墨鏡，嚴(yán)禁裸眼直視。 在進(jìn)行接觸化學(xué)品如涂覆樹(shù)脂、乙醇等的操作時(shí)，要戴好乳膠手套。 在升降機(jī)上操作時(shí)，當(dāng)升降機(jī)在升降過(guò)程中，頭手不要伸到護(hù)欄外部。 防止拉絲爐及拉絲爐周圍的水泄漏，一旦發(fā)現(xiàn)泄漏，立即切斷電源；在泄漏被查明和修復(fù)之前，拉絲爐不能通電。 防止UV固化燈內(nèi)煙氣進(jìn)入工作間。,拉絲工序的主要輔料及工具,原料：光纖預(yù)制棒(帶把棒) 內(nèi)涂UV固化涂料 外涂UV固化涂料。 輔料：收線盤 氬氣 氮?dú)?二氧化碳 氦氣 乙醇 潔凈紙 一次性手套 粘膠帶等。 工具：光纖墜 力矩扳手 斜口鉗 清潔

7、刷 乙 醇瓶 手電筒 鐵桶 吸塵器 鑷子 螺 絲刀 卷尺 直尺 喉箍等。,拉絲操作步驟一（動(dòng)力供給）,1.打開(kāi)控制柜上的主開(kāi)關(guān) ，啟動(dòng)微機(jī)，顯示光纖拉絲塔的主 操作界面 2.打開(kāi)氣體管路閥門，確定氣控柜各種氣體壓力參數(shù) （Ar、 N2、He、CO2和壓縮空氣） 3.打開(kāi)冷卻水閥門，確定冷卻水壓力和流量,拉絲操作步驟二（拉絲爐升溫）,安裝爐頂蓋 插入爐底塞并用底門固定 在主操作界面上設(shè)置Ar氣流量（上中下） 當(dāng)拉絲爐壓力表讀數(shù)為0時(shí)，按下手動(dòng)控制盒上的抽真空開(kāi)， 當(dāng)拉絲爐壓力表讀數(shù)穩(wěn)定在為-0.09MPa時(shí)，按下手動(dòng)控制盒上的Ar氣開(kāi)，使壓力表從0.09MPa升到0。反復(fù)進(jìn)行三次，完成抽真空操作

8、 取出爐底塞，關(guān)閉爐底門。,1.拉絲爐抽真空,2.預(yù)制棒進(jìn)給 在把棒的頂端套兩個(gè)喉箍 用三角卡盤夾好預(yù)制棒把棒，并用2公斤的力矩扳手將預(yù)制棒卡緊。（如聽(tīng)到咔嗒一聲即松，不得繼續(xù)用力以免夾裂把棒）去掉爐底塞，關(guān)閉拉絲爐底門 揭開(kāi)爐頂蓋 在預(yù)制棒進(jìn)給機(jī)構(gòu)的開(kāi)關(guān)盒上按下寸動(dòng)下降以降低預(yù)制棒。,拉絲操作步驟二（拉絲爐升溫）,2.預(yù)制棒進(jìn)給 降低預(yù)制棒，新棒以起始端為零點(diǎn)，拉過(guò)絲的舊棒以其與拉絲爐頂相切處的外徑大約為10mm作為零點(diǎn)，按住復(fù)位鍵清零，開(kāi)始記數(shù) 在上述條件下將預(yù)制棒插入拉絲爐263mm。降低預(yù)制棒的同時(shí)應(yīng)檢查預(yù)制棒不能碰到拉絲爐。 目測(cè)預(yù)制棒與拉絲爐的間隙。當(dāng)發(fā)現(xiàn)其偏離中心位置時(shí)，用手動(dòng)控

9、制盒上的XY位置調(diào)整按鈕進(jìn)行調(diào)整,拉絲操作步驟二（拉絲爐升溫）,拉絲操作步驟二（拉絲爐升溫）,3. 拉絲爐升溫 在拉絲爐退火管下放一鐵桶，將底門關(guān)閉 打開(kāi)拉絲爐的電源 在輔助牽引輪下放一鐵桶 設(shè)定預(yù)制棒母棒長(zhǎng)和母棒直徑的數(shù)值。其中，母棒長(zhǎng)=（預(yù)制棒有效長(zhǎng)度+263）mm 設(shè)定下料溫度。使用新預(yù)制棒時(shí)，下料爐溫應(yīng)設(shè)定到2150C；拉過(guò)絲的舊棒下料爐溫設(shè)定到2100 C。確定拉絲爐氬氣流量設(shè)定正確；確定拉絲爐中的氣壓和冷卻水的指示燈均為綠色。 確定拉絲爐升溫前檢查各項(xiàng)正常后，按下主控柜拉絲爐開(kāi)，拉絲爐開(kāi)始升溫,拉絲操作步驟三（穿絲）,1.在輔助牽引輪處牽引 當(dāng)爐溫達(dá)到下料溫度時(shí)，每5分鐘左右稍微打

10、開(kāi)爐底門，用有色玻璃片觀察拉絲爐內(nèi)光纖狀態(tài)；如果發(fā)現(xiàn)拉絲光纖料頭從退火管中滴下，馬上打開(kāi)拉絲爐底門，進(jìn)行下面操作，否則，關(guān)閉爐底門 料頭直徑小于10mm，不必剪斷料頭，讓料頭自然下落，當(dāng)在爐底門處的光纖直徑大概在1-2mm時(shí)，關(guān)閉爐底門；如果料頭直徑較大，則要用斜口鉗剪斷光纖,再用鑷子夾住光纖，輕輕往下拉，當(dāng)在爐底門處的光纖直徑大概在1-2mm時(shí)，關(guān)閉爐底門。注意：不要碰到光纖。 當(dāng)料頭到輔助牽引輪處時(shí)，先將手放置在光纖旁，感覺(jué)光纖是否冷卻，如果光纖溫度較高，不要用手觸摸，而用斜口鉗往廢纖盒內(nèi)拉光纖，并將料頭切掉；待光纖冷卻可以用手觸摸時(shí)，再用手拉細(xì)光纖 用手牽引光纖端頭使其變細(xì)(約200um

11、)，按下輔助牽引輪控制盒上的關(guān)，合上輔助牽引輪, 由輔助牽引輪挾持并牽引光纖，同時(shí)，將一廢纖盒放在輔助牽引輪下收集光纖,拉絲操作步驟三（穿絲）,2.穿絲 安裝涂覆器的模具。 一次穿絲。 在輔助牽引輪的正下方剪斷光纖，移走廢纖盒，在一次。 涂覆器處開(kāi)始穿絲。不要插入光纖太急，而要緩慢插入。 當(dāng)光纖被卡住時(shí)，輕輕抽回光纖并進(jìn)行重新插入。 在光纖順利通過(guò)模具之后，從模具底部拉緊光纖，并同時(shí)掛上牽墜。 在光纖穿過(guò)一次固化UV固化燈時(shí)，半關(guān)閉UV固化燈門，注意：光纖不要摩擦燈門。,拉絲操作步驟三（穿絲）,2.穿絲 二次穿絲 （在穿絲時(shí)光纖斷過(guò)三次，應(yīng)清理模具后才可重新穿絲） 光纖穿過(guò)二次固化UV固化燈時(shí)

12、，半關(guān)閉UV固化燈門，注意：光纖不要摩擦燈門 光纖穿過(guò)二次UV固化燈底門后，卸下?tīng)繅嬘檬譅恳构饫w經(jīng)過(guò)導(dǎo)向輪、張力輪，然后到達(dá)牽引輪。打開(kāi)牽引輪保護(hù)盤，并將光纖導(dǎo)入牽引輪和傳送帶之間后，打開(kāi)輔助牽引輪，再按下吸引器開(kāi)，使吸塵器吸入光纖 設(shè)定預(yù)制棒推進(jìn)速度為3mm/min。 按下電控柜上牽引盤中的加速，提高牽引速度，同時(shí)升高爐溫并保持光纖直徑為1355m。,拉絲操作步驟四（涂覆和加速）,1.涂覆開(kāi)始和加速 打開(kāi)UV固化燈和送排風(fēng)開(kāi)關(guān)。 檢查并確定主控柜上一次涂覆 和二次涂覆樹(shù)脂溫度 當(dāng)牽引速度為15m/min時(shí)，啟動(dòng)第二次涂覆。確定氣控柜上第二次涂覆CO2流量，確定二次涂覆初始?jí)毫?確定氣控柜上

13、二次涂覆UV固化燈氮?dú)鈬娙牒蛧姵隽髁? 根據(jù)直徑測(cè)量?jī)x的顯示檢查涂覆的進(jìn)行情況，觀察牽引輪并判斷涂覆進(jìn)行是否順利,拉絲操作步驟四（涂覆和加速）,1.涂覆開(kāi)始和加速 當(dāng)二涂層直徑測(cè)量?jī)x顯示光纖直徑在220um以上時(shí)，用手牽引光纖，將光纖掛線到舞蹈輪后到達(dá)收線機(jī)傳動(dòng)輪，保持吸塵器在收線機(jī)A盤一側(cè)繼續(xù)吸引光纖 按下控制柜上的加速按鈕使速度提高到25m/min，同時(shí)保持光纖的直徑大約1255m，并繼續(xù)升高爐溫2175C。 啟動(dòng)第一次涂覆。確定氣控柜上第一次涂覆CO2流量，確定一次涂覆初始?jí)毫?，確定氣控柜上一次涂覆UV固化燈氮?dú)鈬娙牒蛧姵隽髁? 在電腦主操作面上的自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行設(shè)定中選擇一次涂覆壓力和二次

14、涂覆壓力為自動(dòng),拉絲操作步驟四（涂覆和加速）,1.涂覆開(kāi)始和加速 按住收線機(jī)上B盤一側(cè)的線盤閉，直至閃爍指示燈滅。然后按住控制柜上的收線自動(dòng)按鈕，光纖將自動(dòng)纏繞在收線機(jī)B盤上 在控制柜上手動(dòng)調(diào)整光纖的速度和爐溫, 保持裸光纖的直徑為1251m。 當(dāng)爐溫升到運(yùn)行溫度（2100-2300C）,牽引速度大于40m/min, 裸光纖的直徑為1251m時(shí)，按下控制柜上牽引盤 中的自動(dòng)按鈕和XY位置調(diào)整中的自動(dòng)按鈕。 完全關(guān)閉UV固化燈光纖出入口的燈門。 在拉絲速度達(dá)到100m/min時(shí)，設(shè)定電腦主操作面上母棒推進(jìn)裝置中拉絲速度自動(dòng)，設(shè)定拉絲速度數(shù)值為500m/min。,拉絲操作步驟四（涂覆和加速）,2.

15、光纖冷卻 1.拉絲速度達(dá)到100m/min時(shí)，在電腦主操作面上設(shè)定冷卻He氣為自動(dòng)。同時(shí)按 下主控柜上的一次涂覆冷卻管/二次涂覆冷卻管中的氦氣按鈕，釋放氦氣。 當(dāng)He氣實(shí)際流量值接近設(shè)定流量值時(shí)，關(guān)閉冷卻管;然后,立即關(guān)閉冷卻管上 面的門.注意：操作時(shí)不允許擦碰光纖。 2.拉絲速度達(dá)到300m/min時(shí)，按下記錄儀上的RCD按鈕開(kāi)始記錄，同時(shí)在記錄紙 上記錄下當(dāng)時(shí)的牽引速度、張力和拉絲長(zhǎng)度；記錄下拉絲速度達(dá)到1000m/min時(shí) 的速度、張力和拉絲長(zhǎng)度；之后每10公里記錄一次拉絲速度、張力和拉絲長(zhǎng)度。 3.拉絲速度達(dá)到500m/min時(shí)，自動(dòng)更換收線盤，B盤下，A盤上 從換下的收線盤B上的光纖

16、末端截取5m光纖進(jìn)行拉絲過(guò)程檢驗(yàn)。 4.拉絲速度達(dá)到800m/min時(shí),按下電控柜上的母棒調(diào)整中的自動(dòng)按鈕。同時(shí) 檢查電腦主操作面母棒推動(dòng)裝置界面中拉絲速度為手動(dòng)） 5.拉絲速度為1000m/min時(shí),監(jiān)控光纖在其速度下穩(wěn)定運(yùn)行。光纖張力為180-220g,拉絲操作步驟五（拉絲終止）,在電控柜下按下停止按鈕，停止預(yù)制棒的推進(jìn)，降低光纖的速度。 當(dāng)拉絲速度降到500m/min時(shí)，在牽引輪后剪斷光纖，同時(shí)關(guān)閉一次涂覆。 當(dāng)拉絲速度降到300m/min時(shí)，關(guān)閉二次涂覆；打開(kāi)冷卻管；關(guān)閉He氣。 當(dāng)速度降到200m/min時(shí)，在輔助牽引輪下方剪斷光纖。 按下主控柜上拉絲爐中的關(guān)按鈕。 按下主控柜上牽引盤中的關(guān)按鈕。 提升預(yù)制棒。提升距離為100mm左右。 按下記錄儀上的RCD按鈕，記錄筆停