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光纤高速拉丝的工艺掌握

日期:2010年10月22日 08:46

  成都中住光纤有限公司 刘文早 高虎军 610042

  [择要]拉丝速度是拉丝工序的最重要目标之一。高速拉丝向光纤制造工艺提出了严厉的要求。本文引见了光纤高速拉丝中的次要工艺掌握办法和成果,包罗光纤翘曲度、冷却服从和凃覆等方面,并对优化的成果停止了比力。

  关键词:光纤,高速拉丝,光纤翘曲度,光纤齐心度

  1.弁言

  近几年来,跟着光纤利用量和光纤消费范围的不竭扩大,光纤生产技术不断在连续飞速开展,一方面光纤预制棒的尺寸愈来愈大;另一方面拉丝速度愈来愈高,这两个方面相互促进,配套开展,光纤制造商在这两个方面作出了宏大的勤奋。此中拉丝速度的提高不断是具有挑战性的课题,拉丝速度从10年前的200m/min发展到如今的800m/min大概更高。今朝,商用的拉丝生产线能到达800~1000m/min,公用的拉丝生产线能到达1000m/min以上的消费速度,据商用拉丝线的设想专家称:在将来10年,商用的拉丝生产线能到达1500m/min的消费速度。提高拉丝速度不只能在经济上提高消费服从,低落制造本钱,并且对光纤的质量也会有必然的益处。可是,提高拉丝速度要处理拉丝炉、裸光纤及涂覆光纤的冷却和光纤的涂覆等次要成绩。

  在高速拉丝情况下,光纤的翘曲度会跟着拉丝速度的降低而劣化,这次要是因为裸光纤在高速拉丝光阴纤在圆周方向上的冷却速度不均匀,形成裸光纤在横截面上的密度不一致。另外当光纤预制棒在拉丝石墨炉中所处的温度场不一致时,也可能会惹起拉制成的裸光纤在横截面上的密度不一致,因此形成光纤的翘曲度变小。

  在高速拉丝情况下,为了获得优良的和不变的涂覆工况,必需让光纤在进入涂覆模时连结恒定的和充足低的温度(普通以为在50℃阁下)。优良的不变涂覆工况应包罗以下的几个方面:(1)在涂覆层中,无气泡(2)优良的涂层齐心度(3)小的涂层直径变革。跟着拉丝速度的提高,氛围在光纤涂覆时混入涂层的几率大大的提高了。同时在高速拉丝时,拉丝张力也大大的提高了,由涂覆模发生的向心力和拉丝张力的相互作用的成果决议了涂覆工况的稳定性。这就要求在高速拉丝时,利用能发生更高向心力的模具和更精准的模座倾角调解体系。除此之外,涂覆工况与利用的涂料有很大的干系。在尝试中,我们利用的是涂料制造商专为住友电工研发的公用涂料,此涂料具有优良的机能, 尤其是在抗静电特性上。

  2.实验及成果阐发

  随提高拉丝速度的提高,起首要处理的成绩就是光纤的翘曲度,其对带纤来讲,融接时要求光纤有较好的翘曲度。光纤的翘曲度是指裸光纤在不受任何外界应力的状况下的蜿蜒水平。我们经由过程研讨发明:翘曲度与炉子的构造和光纤出炉后的冷却有很大的干系,尤其是前者。在不改动炉子的构造的状况下,我们用400m/min、750m/min和1000m/min停止实验,光纤的翘曲度成果如图1所示。可见,光纤的翘曲度随拉丝速度上升而快速降落。但经由过程改动炉子的部门构造优化和光纤的冷却方法的改动,即便速度上升到1200m/min以上仍有很好的翘曲度, 如图2所示。图3为颠末优化炉子的构造后,光纤翘曲度的分布图。

 

要提高拉丝速度,裸光纤的冷却也是至关重要的,关于湿对干的串连涂覆方法(wet-on-dry),一次涂覆后的光纤还必需有用的冷却。冷却的方法有天然冷却和He强迫冷却系统
冷却。天然冷却是最好的冷却方法,可是,因为冷却服从低,需求较长的冷却间隔,普通在800m/min以下的速度利用,对更高的速度很难实现,则需求接纳冷却要利用He冷却系统。

    关于He冷却系统,要综合思索制冷安装(Chiller)

  的温度,He的流量,光纤的震惊等身分的影响。在包管氛围中的水份不在冷却管外表结凝的状况下,Chiller温度较低效率较高,He流量也要公道操纵。光纤的震惊则是光纤冷却历程中的副作用,处置不妥,则会对光纤直径测试和光纤涂覆形成副面影响。实验成果表白,裸光纤和一次涂覆光纤必需冷却恰当的温度才气获得优良的结果。光纤的涂覆则是提高拉丝速度的次要停滞之一。此中两个次要问题是涂覆直径的颠簸,另一个就是涂层的齐心度,涂层的平均性等成绩。我们经由过程涂覆模构造的优化,很好的处理着方面的成绩。在优化前,内涂层对包层的偏芯度为3-4μm,如图4所示;外涂层对包层的偏芯度为3-4μm,如图5所示。涂覆模构造优化后,内涂层对包层的偏芯度为1μm,如图6所示;外涂层对包层的偏芯度为1μm,如图7所示。这与通用的尺度≤12μm 比拟长短常优良的。
 

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  3.结论

  我们经由过程对拉丝石墨炉、He冷却系统、涂覆体系等安装和工艺的研讨和优化,在1200m/min的速度下,严厉而准确地掌握了光纤的翘曲度、涂覆层、包层直径等机能。我们将向更高的速度和更好的工艺而勤奋。

  参考文献

  1) 第48界IWCS(2000)第700~707页

  2) 第49界IWCS(2001)第479~484页

  作者简历:

  

刘文早 1989年结业于西安交通大学,获学士学位。任成都中住光纤有限公司工艺工程师,副总经理。

高虎军 1992年结业于四川大学,获学士学位。任成都中住光纤有限公司机械工程师,工艺工程师,消费技术部司理。

 

 

所属种别: 技术交流

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