Сварщик волс что это такое
Особенности и пошаговый алгоритм сварки оптоволокна
Сегодня в РФ для передачи сигнала одновременно с металлическим кабелем применяется оптическое волокно (ОВ). Материал обладает многими преимуществами, однако работать с ним сложнее. Для монтажа оптоволоконной сети применяется метод высокоточной сварки, для проведения которой требуется специальное оборудование. Сварка оптоволокна проводится людьми с большим опытом, а новички могут выполнять ее только под присмотром более опытных работников. Какое оборудование для сварки оптоволокна необходимо для проведения работ? Какие технологические особенности нужно учитывать? И какие ошибки может допустить новичок? В статье эти вопросы будут рассмотрены.
Что такое оптоволокно — краткие сведения
Сварка оптоволоконного кабеля — сложный процесс, для проведения которого нужно знать базовые сведения о конструкции оптоволокна. Поэтому мы сперва кратко рассмотрим вопрос того, что представляет собой этот материал и какими особенностями он обладает. Итак, оптическое волокно (ОВ) — это направляющий канал очень малого диаметра (обычно 125 микрометров), обладающий круглым сечением. Внутри канал является полым, а по нему может проходить электромагнитное излучение с минимальными потерями. Материал активно применяется для передачи сигнала в оптоволоконных линиях связи.
Для генерации сигнала обычно передается свет видимого или инфракрасного диапазона. Свет проходит по каналу под углом, однако за счет полного отражения он не искажается и не затухает. Для создания ОВ-сети применяется оптоволоконный кабель, который состоит из нескольких пучков-жил, в состав которых входит множество направляющих каналов (обычно несколько десятков). Также в состав ОВ-кабеля входят вспомогательные элементы, выполняющие дополнительные функции (защитные, экранирующие, придающие материалу механическую жесткость).
Конструкция оптического волокна
Сигнал при прохождении через оптоволокно может затухать. В идеальных условиях это происходит только из-за естественного затухания, которое возникает из-за поглощения материалом электромагнитного излучения. На степень затухания влияют и другие факторы — наличие повреждений, острые изломы, деформированные участки, нетипичный температурный режим. В случае сбора качественной ОВ-сети степень затухания составляет 2-3 децибел на 1 километр (в случае применения света с длиной волны 0,8 микрометров). В случае длинной протяженной сети допускается использование более длинных волн — это уменьшит степень затухания волны, однако повысит расходы электричества.
Особенности сварки оптоволокна
Для сварки ОВ применяется специальный сварочный аппарат, который способен соединить тонкие жилы в одну нить. Использование обычных сварочных аппаратов в данном случае категорические невозможно — ОВ-каналы обладают очень маленьким диаметром, поэтому применение обычного оборудования в данном случае невозможно. Аппарат для сварки оптоволокна имеет вид небольшой коробки, в которую с двух сторон вставляются края ОВ, а потом выполняется их соединение за счет точечного нагрева.
Сварочный аппарат работает в автоматическом режиме, а большинство операций он проводит без участия оператора. Для сварки понадобится дополнительное оборудование для сварки оптоволокна. Это стриппер, скалыватель (часто выходит в состав сварочной машины), емкость со спиртом (для протирки кабеля), салфетки без ворса, пакетик (для сбора поврежденных мусора или поврежденных оптических волокон), защитные гильзы КДЗС. При необходимости от этого оборудования можно отказаться, однако это снизит качество сварки.
Пошаговый алгоритм ОВ-сварки
Нужно ли покупать тестер для ОВ-сварки?
Для пайки купите тест-оборудование, которое покажет, насколько эффективной была сварка. Примеры оборудования — рефлектометры, тестеры, мультиметры и другие. Новичкам следует покупать рефлектометры, поскольку это оборудование дешевое, эргономичное. Еще одно крупное преимущество, которым обладает прибор хорошая чувствительность к затуханию. По ГОСТ нормальным затуханием после сварки признается значение 0,05 децибел. Чувствительность рефлектометров составляет не более 0,01 дБ, поэтому это устройство без проблем определит некачественную сварку.
Популярные ошибки при сварке оптоволокна
При сварке оптического волокна можно допустить много ошибок. Это приводит к проблемам — помехи при прохождении сигнала, появление задержек и даже полное исчезновение сигнала. Чтобы этого не произошло, сварщик должен обладать нужным опытом и квалификацией. Если к работе приступает новичок, то варить ОВ он должен под присмотром более опытного товарища, который сможет поправить или остановить его в нужный момент.
Во время сварочных работ также нужно избегать ошибок, из-за которых могут появиться проблемы с сигналом. Примеры популярных ошибок — помутнение кабеля из-за нарушения правил его хранения, использование кустарно изготовленного стриппера, неправильное хранение сварочного аппарата и другие. В статье популярные ошибки будут рассмотрены и проанализированы, чтобы Вы не допускали их во время сварочных работ. Для удобства чтения и восприятия текста все ошибки будут разделены на несколько категорий.
Подготовительные ошибки
Ошибки зачистки проводов
Сварочные ошибки
Новички могут не знать технические особенности оптоволокна, поэтому при сварке они часто допускают следующие ошибки:
Заключение
Подведем итоги. Оптоволоконный кабель — сложная конструкция, главным элементом которой являются ОВ-каналы, передающие электромагнитное излучение. Сварка оптоволоконного кабеля осуществляется в несколько этапов специальным аппаратом для сварки оптоволокна. Он имеет вид небольшой коробочки, которая работает преимущественно в автоматическом режиме. Сварочный аппарат выполняет следующие функции — сводит края, выполняет точечную сварку, оценивает качество работ. Перед сваркой следует выполнить зачистку материала с помощью стриппера и скалывателя. По завершении конструкцию следует поместить в печь для расплавления КДЗС-гильзы.
Правильная сварка оптики — 15 фейлов, которые не стоит повторять.
Оптоволоконный кабель уже давно и прочно вошел в нашу жизнь, постепенно заменяя все остальные марки проводов, широко применяемые ранее в слаботочных сетях и сетях телекоммуникаций.
При этом у всех почему-то крепко засело в головах, что для работы с оптикой требуются какие-то суперпрофессионалы и обучаться той же сварке оптоволокна нужно очень долго и усердно.
Достаточно придерживаться определенных инструкций, не совершать элементарных ошибок и чудо аппарат сделает за вас большую часть работы самостоятельно.
Так ли это на самом деле или нет? Чтобы объективно ответить на данный вопрос, следует сделать важную ремарку – сама сварка это всего лишь 5% от общей работы кабельщика ВОЛС.
Изучив только процесс сварки, без соответствующих знаний чтения схем, постройки магистралей, навыков разделки и укладки кабеля в кассету и кросс, измерения затухания рефлектометром, вы никогда не будете считаться профессионалом своего дела.
Но давайте все-таки подробнее рассмотрим именно процесс сварочных работ, подготовки кабеля к нему и отметим наиболее распространенные ошибки, которые печальным образом сказываются на месте соединения, уровне сигнала и дальнейшей работе ВОЛС.
Сварочные аппараты для оптики работают примерно по одному принципу. Поэтому не будем заострять внимание на какой-то одной модели, старый добрый Фуджикура (Fujikura) или Ilsintech, изучим саму последовательность процесса.
У вас может быть даже модель с управлением от смартфона. Но это в корне не меняет технологию работ. Она везде одинакова.
Итак, изначально мы имеем два отрезка кабеля ВОЛС, с которых нужно снять внешнюю изоляцию.
Снимая внешнюю оболочку, делайте это с таким прицелом, чтобы в дальнейшем у вас не возникло проблем с укладкой волокон и модулей в сплайс-кассете, кроссе или муфте.
Дело в том, что нити в кабеле как губка всасывают всю окружающую влагу. В итоге оптоволокно мутнеет.
И даже если вы идеально сделаете соединение, это все равно в дальнейшем не спасет вас от больших потерь сигнала.
Включаете аппарат и выставляете на нем тип кабеля, который будет соединяться.
Различают одномодовые (SM) и многомодовые (MM) оптические кабеля.
На одномодовых волокнах в основном используется три длины волны (три окна прозрачности):
Все зависит от общей длины трассы и используемого оборудования. Кроме того, волокна подразделяют на:
Внешне их никак не отличить. При сварке чаще всего работают с простыми и со смещенкой. Соединять смещенку и простые волокна не рекомендуется.
Хотя в отдельных моделях сварочников можно встретить и встроенный термостриппер. Однако механическим работать гораздо удобнее и быстрее.
Тем более, когда варишь не за удобным столиком, а где-нибудь на высоте или в колодце.
Иначе весь процесс может превратиться не в аккуратное срезание, а в царапанье или грубое сдирание оболочки.
Если лаковое покрытие с волокн не снимается с первого раза и приходится юлозить стриппером туда-сюда, это многое говорит о качестве инструмента.
Сначала изоляция снимается с модулей. Перед этим, салфеткой смоченной в спирте, с них счищается гидрофобное покрытие.
А вам после этого еще работать с тонким оптоволокном и сварочником!
Оптоволокно крепкий материал на разрыв, но не на излом! При разделке в минусовую температуру жила при таком способе запросто может сломаться.
Поэтому изоляцию лучше снимать стриппером, поочередно вытягивая ее с каждой жилки, и только после этого переходить к следующей, избегая резких изгибов и заломов.
После снятия внешней изоляции, с волокна удаляется лаковое покрытие. Оно придает ему одновременно гибкость и жесткость.
Без него волокно становится очень хрупким. Можете без лака на такую жилку положить мобильник и она сломается. А вот с лаком совсем другое дело.
Бывает, что кабель неделями висит только на этих нитках в лаке, когда вся внешняя оболочка уже повреждена. А оптоволокну хоть бы что, держит и ветровые и растягивающие нагрузки.
Из-за этого можно случайно сломать или поцарапать следующее волокно, что скажется на качестве сварки. Поэтому переходя к зачистке очередной жилы, каждый раз убирайте с лезвий все лишнее.
Он рассчитан именно на оптоволоконные жилы в 125мкм. Откусите им пластиковую стяжку и можете идти покупать другой инструмент.
Испытание сварочника Фуджикура в пыльных и влажных условиях
Кстати, многие сварочники при запылении даже запрещено продувать сжатым воздухом.
В них установлена очень уж чувствительная механика и сильный поток воздуха может нарушить заводские настройки.
После снятия лакового слоя с волокна, его требуется протереть безворсовой салфеткой, смоченной в спирте.
Если жила идеально чистая, протирая ее салфеткой, вы должны услышать характерный скрипящий звук.
Более того, пока вы ее не поместили в сварочный аппарат, на нее даже пылинки не должно осесть. Это все влияет на качество сварки и уровень потерь.
После этого волокно нужно идеально ровно отрезать.
Хотя в СССР на ранних порах развития оптики, применялся даже вот такой универсальный набор кабельщика ВОЛС.
Срез должен быть очень четким, иметь строго цилиндрическую форму, без каких-либо углов и сколов.
Скалыватель может быть как встроен в сварочный аппарат, так и идти отдельным инструментом. Второй вариант предпочтительнее.
Просто помещаете проводок в скалыватель и закрываете крышечки до щелчка.
Нельзя чтобы они упали на пол, на стол или попали еще куда-либо. Толщина этих жилок настолько мала, что попав вам под кожу, этот кусочек может проникнуть в вену и начнет свое путешествие по всему организму. Также его можно случайно вдохнуть в легкие.
Все это в конечном итоге приведет к печальным последствиям.
Многие решают проблему сбора обрезков при помощи обычных кусочков изоленты. Дешево и сердито.
Даже находиться с ним в пыльных или антисанитарных условиях запрещено. Создайте для этого подходящее рабочее место (палатка, затащите и спрячьте кабель в машину и т.п).
Подготовленная и зачищенная жила аккуратно вкладывается в посадочное место для сварки, чуть-чуть не доставая своим кончиком середины электрода.
Все те же операции проделываются со вторым концом кабеля.
Волокна должны попасть именно в центральную трубочку, а не между ними.
В противном случае после пайки стальной штифт может его поломать.
Подготовленный второй конец закладывается в сварочник с обратной стороны от первого.
В итоге идеально чистые и ровно срезанные два конца волокна, должны оказаться между двух электродов, которые и будут выполнять сварку.
Если один из концов оказался слишком далеко от электродов и заданного положения, прибор известит вас об этом.
Также высветится ошибка, если волокна будут пересекать друг дружку.
Как только вы закрываете крышку происходит процесс самодиагностики, калибровки и выравнивания двух концов. Все это выводится на экран.
Если все нормально, нажимаете кнопку сварки и она запускается автоматически. Если вдруг один из кончиков оказался срезан недостаточно ровно, система известит вас об этом, не только просигналив об ошибке, но и известив какой конец кабеля виноват.
В данной ситуации процесс зачистки и скалывания повторяется. Со вторым, нормально зачищенным концом ничего делать не нужно.
При успешном завершении сварочного процесса (длится пару секунд), на экран выводятся потери или затухание сигнала в децибелах. Очень хорошим результатом считается 0,01-0,02дб.
Идеал – это соединение вообще без потерь. Бывает и такое.
Хотя даже на заводских пигтейлах (от английского pig tail – поросячий хвостик) встречаются не такие уж идеальные пайки.
При неудовлетворительных результатах сварки, монитор качественных аппаратов проинформирует вас об этом.
Допустимыми значениями затухания считаются следующие параметры:
Для конечной проверки результата обязательно требуется рефлектометр. Иначе после окончания всех работ будете задаваться вот такими вот вопросами:
Объясняется это тем, что камера микроскопа сварочника не способна увидеть всю картинку в 360 градусов вокруг волокна. Отсюда и погрешность.
После сварки и открытия крышки аппарат с расчётным усилием пытается развести жилки, как бы растягивая их. Тем самым проводится тест на прочность контакта.
Если сварка выдержала и не порвалась – все ОК. Однако некоторые кабельщики отключают программно такой тест, предполагая, что такое «растягивание» может повредить еще не до конца остывший контакт.
После этого оптоволокно аккуратно достается из сварочника. На место сварки надвигается муфточка КДЗС.
Остался последний этап работ. Оптоволокно с муфтой помещается в печку, которая обычно расположена в верхней части сварочного прибора.
Выравниваете жилу в этой печке и закрываете крышку. Нажимаете на табло значок печки и ждете некоторое время до появления сигнала.
Далее открыв крышку, достаете ваше оптоволокно. При этом внутри прозрачной муфты не должно быть пузырьков, которые свидетельствуют о наличии воздуха или отдельных деформированных участков (локальный перегрев).
С каждого конца муфты должно показаться и вытечь наружу немного клеящего состава. Все это говорит о хорошей сварке и надежном соединении и изоляции проводов.
При сварке многожильного кабеля все готовые муфты КДЗС обычно укладываются в специальный охлаждающий лоток. Его смысл не просто удобно расположить жилы, дабы они не путались и не мешались, а в равномерном охлаждении гильз.
Некоторые кабельщики делают такие лотки самостоятельно, например из алюминиевых уголков.
При последовательной сварке нескольких жил, не оставляйте надолго муфту в данном отсеке, иначе ее стенки расплавятся и прилипнут к стенкам направляющих элементов.
Это когда еще не совсем остывшую муфту, сразу же из печки перекладывают в ложемент сплайс кассеты оптического кросса. С одной стороны очень удобно, сплавил – вставил, сплавил – вставил. Ничего не запутается и не переплетется с другими жилами.
Однако в этом случае стенки ложемента не дают толком остыть муфточке, мягкие стенки гильзы изгибает, что в итоге деформирует волокно и приводит к потерям.
Как видите, даже при использовании профессионального сварочного оборудования в этом деле имеется огромное количество своих нюансов и тонкостей.
Но на этом процесс вовсе не заканчивается. Когда вы заправляете оптоволоконный кабель в кросс или муфту, учтите еще несколько моментов.
Концы кабеля с необходимым запасом должны быть уложены в кассету. Именно эта работа, а не сама сварка считаются у монтажников более ответственным этапом и требует определенной сноровки и навыков.
Запас модуля в кроссе должен составлять порядка 90см, а запас волокна в кассете 2,5-3 оборота.
Поэтому изначально все вымеряйте и не экономьте на разделке.
Место крепления модуля хомутиками, кабельщики рекомендуют обматывать изолентой. Это снижает нагрузку на модуль и не повредит его острыми стенками хомута. Но и перебарщивать с изолентой не стоит. 
При укладке волокон в кассете и самого кабеля в кроссе, нигде не должно образоваться острых углов. Любой острый угол превышающий допустимый радиус изгиба кабеля – это потери и ухудшение сигнала.
Критичный изгиб кабеля может случиться и при его монтаже. Поэтому когда монтажники, заводя оптику в ваш дом или проводя по подъезду, не укладывают ее, а именно “пихают”, ждите беды.
При этом, изгиба в дальнейшем может и не остаться, трасса будет идеально ровной. Однако заломленный кабель при монтаже приводит к трещинам на волокнах.
Со временем затухания будут увеличиваться. Активное оборудование поначалу будет вытягивать полезный сигнал из шумов. Но это до тех пор, пока чувствительность приемника и FEC позволяют.
Кассету после укладки жил закрывают крышкой.
Перед этим обязательно проверьте, не торчат ли где какие проводки. Иначе можете попросту перерубить их этой самой крышкой и весь процесс начнете заново.
Ну и на финальном этапе остается проверить уровень сигнала непосредственно на самом коннекторе. Оптический рефлектометр не только покажет значение в виде цифры, но и проинформирует на каком расстоянии и в какой точке кабеля происходит падение.
Это не обязательно окажется место пайки, вполне возможно, что сигнал будет теряться на каком-нибудь из поворотов трассы.
Подобными сварочными аппаратами легко и удобно варить кабель GPON для подключения одного или нескольких абонентов. А вот если дело коснется 64-х или 96-ти жильной оптики, то конечно данный процесс с поэтапной заправкой каждой жилки будет сплошным мучением.
При этом нужно иметь очень зоркий глаз, дабы не перепутать цветные оттенки многочисленных жилок.
Для опытного кабельщика на фуджике с отдельным скалывателем, технологический процесс сварки 24-х волокон занимает чуть более 40 минут (1,5минуты на жилу). А сборка кросса, со всеми сопутствующими операциями (разделка, укладка, маркировка) – до полутора часов.
Какой вывод можно сделать из всего вышеизложенного? Конечно, сварить оптику на исправном и настроенном оборудовании, стоимостью в несколько сотен тысяч может каждый, у кого руки растут из нужного места.
А вот настроить этот самый сварочник, скалыватель, плюс поддерживать все это в исправном и работоспособном состоянии годами – для этого уже надо быть профессионалом своего дела и любить данную работу.