В современных сварочных аппаратах юстировка происходит автоматически. Электрическая дуга разогревает до установленной температуры концы волокон с микрозазором между ними, торцы волокон совмещаются микродоводкой держателя одного из волокон. Аппарат осуществляет проверку прочности соединения посредством механической деформации и оценивает затухание, вносимое стыком. КДЗС сдвигается оператором на место сварки и этот участок помещается в тепловую камеру, где происходит термоусадка КДЗС. Сваренные волокна укладываются в сплайс- пластину, кассету оптической муфты или кросса.
Я, в меру своего опыта и знаний, ознакомлю вас со сварочными аппаратами для оптики, расскажу про скалыватели, коснусь механического метода сращивания волокон. И, наконец, будет описание самого процесса сварки с видео, процесса укладки волокон и обзор результатов. В конце — небольшой бонус: сделанные мною анимации из серий фотографий волокон под микроскопом. В первой части я рассказывал про кабели и их разделку, оптический инструмент, муфты и кроссы, коннекторы и адаптеры. Часть 1 здесь. Часть 3 здесь.
Осторожно: много текста и трафика! Сварочные аппараты. Новейшая Fujukura FSM- 8. S с открытой крышкой и заложенными волокнами.
Это умный прибор, который берёт на себя весь процесс сведения (юстировки) и сварки волокон, спайщику остаётся лишь подготовить их и заложить в аппарат, а затем достать, надвинуть термоусадочную гильзу КДЗС и заложить в печку. Вкратце принцип работы любого современного сварочного аппарат таков: 1) Очищенные, сколотые волокна с заранее надетой защитной гильзой КДЗС закладываются спайщиком в аппарат, фиксируясь зажимами.
Аппарат сам (или по нажатию кнопки) начинает их сводить, пока не увидит в оптическую систему, состоящую из камер- микроскопов и зеркал на внутренней поверхности крышки. Когда оба волокна в поле зрения камер, аппарат даёт короткую слабую дугу, «сдувающую» с волокон микропылинки, которые обычно остаются несмотря на любую протирку. Есть мнение, что эта короткая дуга также чуть- чуть «оплавляет» волокна, подготавливая их к сварке. Если на волокнах была несгораемая и несдуваемая грязь (например, гидрофоб или жир с пальцев), то эта дуга только «запечёт» эту грязь, да так, что никакая протирка не поможет, только переделывать скол. Если волокна чистые и сколы хорошие, он начинает их сводить прецизионными моторами по трём координатам — сначала грубо, потом точно.
Если с волокнами непорядок — говорит нам об этом (пишет на экране и подаёт сигнал писком) и отказывается продолжать варить. Когда волокна сведены и подвинуты почти вплотную друг ко другу, где- то на секунду- две включается основная мощная дуга, в которой волокна разогреваются, и в разогретом виде ещё чуть- чуть досводятся друг с другом, чтобы спаяться. После выключения дуги место сварки за долю секунды остывает. Аппарат оценивает по картинке, нет ли косяка (хорошую сварку практически не видно), а также на просвет пытается примерно определить затухание на получившейся сварке. Информация о сварке (дата, время, затухание) сохраняется в памяти, необнуляемый счётчик сварок увеличивается на единицу. Аппарат с дозированным усилием пытается развести сваренные волокна обратно, если при этом сварка не порвалась — тест прочности пройден.
Многие его отключают за ненадобностью, ходят даже слухи, что он может подпортить ещё не остывшую сварку. Спаянное волокно аккуратно достаёт спайщик, надвигает гильзу КДЗС и кладёт в печку, где КДЗС усаживается, защищая место сварки от воздействий. Когда таймер печки вышел, волокно с горячей КДЗС достаётся и КДЗС кладётся на специальную полочку для охлаждения. Если положить её на стол, горячий пластик прилипнет. В горячем виде запихивать в ложемент на кассете нельзя — легко сломать волокно под ещё мягким пластиком. Про внутреннее устройство, аппаратную и программную части я, к сожалению, не смогу ничего рассказать: никогда не приходилось ни разбирать сварочник, ни подключать к компьютеру. Могу только поклониться электронщикам, механикам и оптикам, создавшим столь сложное и прецизионное устройство, и программистам, написавшим алгоритмы для работы с изображением волокон.
На рынке сегодня ситуация такова: лучшие сварочные аппараты делают японцы (Fujikura, Sumitomo), на пятки им наступают китайцы (Jilong и другие). Так сложилось, что в России Фуджикуры распространены больше Сумитом и Фителов (моё субъективное мнение).
Цена современного сварочного аппарата, которым можно паять ответственные магистральные линии, немаленькая: она начинается с 1. В «китовый» набор обычно входит сам сварочный аппарат, кейс, блок питания, скалыватель, стриппер для волокон, иногда дополнительный аккумулятор, полочка для складывания и остуживания усаженных волокон, пинцеты/кисточки/проволочки для чистки, ремень для переноски кейса, кабели для подключения к компьютеру, диск с ПО и прочее. Из бумаг обычно бывает инструкция, результаты выходных испытаний и декларация о соответствии.
Сварочные аппараты можно примерно классифицировать по назначению. На достоверную и всестороннюю классификацию не претендую, но всё же попробую. Для качественной сварки одиночных волокон. Такие аппараты производят юстировку (взаимное выравнивание) волокон на просвет и по оболочке, и по сердцевине, ориентируясь по картинке с двух стоящих под углом 9. PAS — Profile Alignment System). Этот метод предпочтительнее, чем устаревший метод выравнивания по одной только оболочке — ведь волокно может быть с эксцентриситетом, немного овальным или с некоторым осевым смещением центрального 9- микрометрового сердечника. Сервомоторы в таких аппаратах обычно могут двигать волокна «к друг другу — от друг друга», «вниз- вверх», «вперёд- назад», кроме того, микроскопы на камерах могут менять фокус для точной фокусировки.
Вращать волокно вдоль продольной оси или наклонять на какой- то угол для компенсации отклонения угла скола от нормы современные сварочники не умеют. Это дорогие, но качественные и, наверное, самые распространённые аппараты, за счёт своей универсальности и качества. Умеют производить примерную оценку величины затухания на сварке, высчитывая её по хитрому алгоритму по изображению сварки на экране. Многие модели умеют сваривать волокна специально со смещением, чтобы сварка получилась с заданным затуханием, когда нужно получить аттенюатор. Примеры — вся лнейка японских аппаратов Fujikura от FSM- 3. S до FSM- 8. 0S, Sumitomo Type- 3.
Furukawa Fitel S1. A, с некоторой натяжкой — китайские Jilong KL- 2. C, KL- 2. 80, KL- 3. T и некоторые другие китайцы. Fujikura FSM- 6. 0SSumitomo Type- 3.
Masteram. Jilong KL- 3. TFurukawa- Fitel- S1. A2) Вариант «подешевле» для сварки менее ответственных и которких линий, где за затуханием на сварке не так гонятся. Такой сварочник сводит волокна не по сердцевине, смотря на изображение с камер, а просто сдвигая по двум особо ровным V- образным канавкам, то есть многих сервомоторов там нет. Камера и экран лишь для контроля оператором и примерной оценки потерь.
Подразумевается, что пользователь будет часто паять многомод. Понятно, что точность сведения и качество сварки будут статистически хуже, так как малейшая пылинка, несовершенство и неотцентрованность самих оптических волокон или микроцарапинка на канавке резко ухудшает соосность сердечников в волокнах и соответственно качество сварки. Цена ниже, чем у «профессиональных» японцев, но выше или сравнима с «профессиональными» китайцами.
Поэтому я лично не вижу смысла брать такой аппарат. Пример — Fujikura FSM- 1. S, Fujikura FSM- 1. S, возможно — Sumitomo Type- 4. Fujikura FSM- 1. 8S.
Похож на «шестидесятку». В России их почти что нет, как нет и соответствующих кабелей, и прочего оборудования (соответствующие скалыватели, термострипперы). Кабель такого стандарта внутри в сечении прямоугольный, и в нём лежат ленты, составленные из нескольких (обычно до 1. Кабель с ленточными волокнами. Готовый комплет пиг- тейлов для кросса, объединённых в ленту. Одна сварка — и кросс на 1.
Здорово, правда? Такой сварочный аппарат варит сразу всю ленту, сильно экономя время. Долгое время Фуджикура в России делала вид, что этих аппаратов вообще не существует.