拉絲工藝資料匯報-光纖的制造

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:丙烯酸樹脂 外涂敷層:丙烯酸樹脂,光纖原理（全反射）,光纖的制造主要工藝步驟：1 光纖預制棒制備2 光纖拉絲（原材料：預制棒）,預制棒的制作（氣相沉積技術）,氣相沉積技術,,芯棒,外包層,外部化學氣相沉積法（OVD）,軸向氣相沉積法（VAD）,,改進的化學氣相沉積法（MCVD

2、）,等離子化學氣相沉積法（PCVD）,,套管法,粉末法,等離子噴涂法,溶膠－凝膠,外部化學氣相沉積法（OVD）,OVD實物圖,等離子體管內(nèi)化學氣相沉積法（PCVD）,經(jīng)PCVD沉積好的管子在熔縮車床上熔縮成一實心預制棒,預制棒,拉絲 預制棒經(jīng)拉絲，被拉成125µm 粗細的光纖，并涂上二層樹脂以保護光纖的強度。,★ 芯徑 單模光纖： <10um（長距離通信主干） 多模光纖： 50um/62.5um（通

3、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 － 170～200um 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)，若預制棒的饋送速度為V送，光纖的拉絲速度為V拉,預制棒的外徑為D，裸光纖的外徑為d。熔化前的棒體容積： [π*(D/2）²](

4、*V送*t) 等于熔化拉絲后光纖的容積： [π*(d/2）²](*V拉*t) 化簡后關系： V拉=V送*D² /d²,預制棒的預處理,預制棒,預制棒和把棒連接,,,拉絲塔工藝控制過程,拉絲塔主要部件介紹（送棒機構）,1 手動控制盒可控制送棒機構可上 下左右移動2 將預制棒向下送入拉絲爐內(nèi)，目 測預制棒與拉絲爐的間隙。當發(fā) 現(xiàn)其偏離中心位置時，用手

5、動控 制盒上的〔XY位置調(diào)整〕按鈕進 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Ar：確保爐內(nèi)充滿氬氣，避免石墨和氧氣接觸發(fā)生反應退火管：消除光纖的應力中心管：石墨體頂蓋：防止氧氣進入拉絲爐電極：電加熱,,退火管,,頂蓋,,,電極,,,UV膠,拉絲塔各部件介紹（涂覆裝置）,,涂覆材料：環(huán)氧丙烯酸酯或聚丙烯

6、酸酯CO2:消除涂覆過程中出現(xiàn)的氣泡,,,拉絲塔各部件介紹（光固裝置）,UV石英燈管：避免通過的光纖受空氣的污染和振動N2氣：惰性氣體氮氣來避氧以加速固化。潔凈干燥的氮氣從石英管底部被引入，并以層流的方式向上到爐子頂端，這將起著排除氧氣的作用，同時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熱問題抽風裝置：確保紫外固化爐在正常工作時不至于因溫度過高而燒壞爐子。,篩選工藝及設備簡介（篩選設備）,,

7、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,通過在光纖上施加一適當大小的張力，篩去低于或等于篩選強度的裂紋點，保證幸存光纖的機械可靠性，從而避免光纖在后續(xù)工序的使用過程中斷纖；這主要是因為當光纖在成纜過程中和用于實際環(huán)境中時，必須經(jīng)受住一定的機械應力和化學環(huán)境的侵蝕,選擇傳輸特性優(yōu)良和張力合格的光纖,經(jīng)過強度試驗后，合格光纖將進行傳輸性能和幾何性能的測試。,最后工藝測試與包裝,拉絲塔結(jié)構,環(huán)境條件 ： 潔

8、凈度：10000級 溫度：20ºC－30 ºC 濕度：40%－70%,拉絲工序的安全防護措施,在拉絲塔上作業(yè)時要穿戴好潔凈服、防滑鞋和安全帽。 在拉絲塔上作業(yè)時，所用的工具用完后要立即放回工具箱內(nèi)，嚴防任何物品從高處墜落。在拉絲塔正常運行時，牽引輪和收線機的防護罩必須關上。高溫操作時必須戴好隔熱手套，避免被高溫光棒及熔化料頭燙傷。接觸光纖碎屑（如光纖穿絲過程），要防止光纖扎傷皮膚；萬

9、一光纖扎入皮膚，應立即用鑷子將其夾出。在UV固化燈和拉絲爐等強光處操作時要戴好防護墨鏡，嚴禁裸眼直視。在進行接觸化學品如涂覆樹脂、乙醇等的操作時，要戴好乳膠手套。在升降機上操作時，當升降機在升降過程中，頭手不要伸到護欄外部。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之前，拉絲爐不能通電。防止UV固化燈內(nèi)煙氣進入工作間。,拉絲工序的主要輔料及工具,原料：光纖預制棒(帶把棒) 內(nèi)涂UV固化涂料

10、 外涂UV固化涂料。輔料：收線盤 氬氣 氮氣 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（動力供給）,1.打開控制柜上的主開關 ，啟動微機，顯示光纖拉絲塔的主

11、 操作界面 2.打開氣體管路閥門，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置Ar氣流量（上中下）當拉絲爐壓力表讀數(shù)為0時，按下手動控制盒上的抽真空[開]， 當拉絲爐壓力表讀數(shù)穩(wěn)定在為-0.09MPa時，按下手動控制盒上的Ar氣〔開〕，使壓力表從－0.09MPa升

12、到0。反復進行三次，完成抽真空操作取出爐底塞，關閉爐底門。,1.拉絲爐抽真空,2.預制棒進給在把棒的頂端套兩個喉箍 用三角卡盤夾好預制棒把棒，并用2公斤的力矩扳手將預制棒卡緊。（如聽到咔嗒一聲即松，不得繼續(xù)用力以免夾裂把棒）去掉爐底塞，關閉拉絲爐底門 揭開爐頂蓋在預制棒進給機構的開關盒上按下[寸動下降]以降低預制棒。,拉絲操作步驟二（拉絲爐升溫）,2.預制棒進給降低預制棒，新棒以起始端為零點，拉過絲的舊棒以其與拉絲爐頂相

13、切處的外徑大約為10mm作為零點，按住[復位]鍵清零，開始記數(shù) 在上述條件下將預制棒插入拉絲爐263mm。降低預制棒的同時應檢查預制棒不能碰到拉絲爐。 目測預制棒與拉絲爐的間隙。當發(fā)現(xiàn)其偏離中心位置時，用手動控制盒上的〔XY位置調(diào)整〕按鈕進行調(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，將底門關閉打開拉絲爐的電源在輔助牽引輪下放一鐵桶設定預制棒母棒長和母棒直徑的

14、數(shù)值。其中，母棒長=（預制棒有效長度+263）mm 設定下料溫度。使用新預制棒時，下料爐溫應設定到2150ºC；拉過絲的舊棒下料爐溫設定到2100 ºC。確定拉絲爐氬氣流量設定正確；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正常后，按下主控柜[拉絲爐]〔開〕，拉絲爐開始升溫,拉絲操作步驟三（穿絲）,1.在輔助牽引輪處牽引當爐溫達到下料溫度時，每5分鐘左右稍微打開爐底門，用有色玻璃

15、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，馬上打開拉絲爐底門，進行下面操作，否則，關閉爐底門 料頭直徑小于10mm，不必剪斷料頭，讓料頭自然下落，當在爐底門處的光纖直徑大概在1-2mm時，關閉爐底門；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，當在爐底門處的光纖直徑大概在1-2mm時，關閉爐底門。注意：不要碰到光纖。當料頭到輔助牽引輪處時，先將手放置在光纖旁，感覺光纖是否冷卻，如果光纖溫度

16、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，再用手拉細光纖 用手牽引光纖端頭使其變細(約200um)，按下輔助牽引輪控制盒上的[關]，合上輔助牽引輪, 由輔助牽引輪挾持并牽引光纖，同時，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。 涂覆器處開始穿絲。不要插入光纖太急，而要緩慢插

17、入。 當光纖被卡住時，輕輕抽回光纖并進行重新插入。 在光纖順利通過模具之后，從模具底部拉緊光纖，并同時掛上牽墜。 在光纖穿過一次固化UV固化燈時，半關閉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 （在穿絲時光纖斷過三次，應清理模具后才可重新穿絲） 光纖穿過二次固化UV固化燈時，半關閉UV固化燈門，注意：光纖不要摩擦燈門光纖穿過二次UV固化燈底門后，卸下牽墜用手牽

18、引使光纖經(jīng)過導向輪、張力輪，然后到達牽引輪。打開牽引輪保護盤，并將光纖導入牽引輪和傳送帶之間后，打開輔助牽引輪，再按下吸引器〔開〕，使吸塵器吸入光纖設定預制棒〔推進速度〕為3mm/min。按下電控柜上〔牽引盤〕中的〔加速〕，提高牽引速度，同時升高爐溫并保持光纖直徑為135±5µm。,拉絲操作步驟四（涂覆和加速）,1.涂覆開始和加速打開UV固化燈和送排風開關。 檢查并確定主控柜上[一次涂覆] 和[二次涂覆]樹脂

19、溫度 當牽引速度為15m/min時，啟動第二次涂覆。確定氣控柜上第二次涂覆CO2流量，確定二次涂覆初始壓力,確定氣控柜上二次涂覆UV固化燈氮氣噴入和噴出流量.根據(jù)直徑測量儀的顯示檢查涂覆的進行情況，觀察牽引輪并判斷涂覆進行是否順利,拉絲操作步驟四（涂覆和加速）,1.涂覆開始和加速當二涂層直徑測量儀顯示光纖直徑在220um以上時，用手牽引光纖，將光纖掛線到舞蹈輪后到達收線機傳動輪，保持吸塵器在收線機A盤一側(cè)繼續(xù)吸引光纖

20、按下控制柜上的[加速]按鈕使速度提高到25m/min，同時保持光纖的直徑大約125±5µm，并繼續(xù)升高爐溫2175ºC。 啟動第一次涂覆。確定氣控柜上第一次涂覆CO2流量，確定一次涂覆初始壓力，確定氣控柜上一次涂覆UV固化燈氮氣噴入和噴出流量.在電腦主操作面上的〔自動啟動運行設定〕中選擇〔一次涂覆壓力〕和〔二次涂覆壓力〕為[自動],拉絲操作步驟四（涂覆和加速）,1.涂覆開始和加速按住收線機上B盤一側(cè)的

21、〔線盤閉〕，直至閃爍指示燈滅。然后按住控制柜上的收線[自動]按鈕，光纖將自動纏繞在收線機B盤上 在控制柜上手動調(diào)整光纖的速度和爐溫, 保持裸光纖的直徑為125±1µm。 當爐溫升到運行溫度（2100-2300ºC）,牽引速度大于40m/min, 裸光纖的直徑為125±1µm時，按下控制柜上[牽引盤] 中的〔自動〕按鈕和〔XY位置調(diào)整〕中的[自動]按鈕。 完全關閉UV固化燈光纖出入口

22、的燈門。 在拉絲速度達到100m/min時，設定電腦主操作面上〔母棒推進裝置〕中拉絲速度〔自動〕，設定拉絲速度數(shù)值為500m/min。,拉絲操作步驟四（涂覆和加速）,2.光纖冷卻1.拉絲速度達到100m/min時，在電腦主操作面上設定冷卻He氣為[自動]。同時按 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He氣實際流量值接近設定流量值時，關閉冷卻管;然后,立即關閉冷卻管上 面的門

23、.注意：操作時不允許擦碰光纖。 2.拉絲速度達到300m/min時，按下記錄儀上的[RCD]按鈕開始記錄，同時在記錄紙 上記錄下當時的牽引速度、張力和拉絲長度；記錄下拉絲速度達到1000m/min時 的速度、張力和拉絲長度；之后每10公里記錄一次拉絲速度、張力和拉絲長度。3.拉絲速度達到500m/min時，自動更換收線盤，B盤下，A盤上 從換下的收線盤B上的光纖末端截取5m光纖進行拉絲過程檢驗。4.拉

24、絲速度達到800m/min時,按下電控柜上的[母棒調(diào)整]中的〔自動〕按鈕。同時 檢查電腦主操作面〔母棒推動裝置〕界面中〔拉絲速度〕為〔手動）5.拉絲速度為1000m/min時,監(jiān)控光纖在其速度下穩(wěn)定運行。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，停止預制棒的推進，降低光纖的速度。當拉絲速度降到500m/min時，在牽引輪后剪斷光纖，同時關閉一次涂覆。當拉絲速度降到300m/min時，關

25、閉二次涂覆；打開冷卻管；關閉He氣。 當速度降到200m/min時，在輔助牽引輪下方剪斷光纖。按下主控柜上[拉絲爐]中的[關]按鈕。 按下主控柜上[牽引盤]中的[關]按鈕。 提升預制棒。提升距離為100mm左右。 按下記錄儀上的[RCD]按鈕，記錄筆停止記錄。 關閉主控柜上的拉絲爐電源開關。,拉絲操作步驟五（拉絲終止）,關閉冷卻器。（如連續(xù)生產(chǎn)則不必關閉） 關閉UV固化燈和冷卻風扇。關閉ＵＶ燈送排風開關 從涂覆器中取出模