Сварка оптоволокна , Сварка одномодового оптоволокна кустарными методами

предлагаю в данной ветке изложиться желающим по експериментам , связанным со сваркой оптоволокна в домашних условиях ибо опыт у некоторых имеется , а куаить аппарат за 7000 долларов и более это для многих невозможно .

Ну вот, совсем другое дело. Alex, я не знаю, что там теперь говорят нынешние специалисты по оптоволокнам, да мне на них наплевать. Те книжки, которые они читали, я писал . Для сварки опртоволокна потребуется установка состоящая из куска швеллера 8-ки одного школьного микроскопа с объективом 10 и окуляром 15, две подвижки - одна двухкоординатная с перемещением перпендикулярно оси волокна, вторая однокоординатная с перемещением параллельно оси волокна. Эту подвижку желательно брать с микроподачей.У меня это была подвижка от криминалистического ЛОМОвского микроскопа. Все эти штуки собираются на швеллере.Для крепления волокна у меня был постой кусок дуралля с процарапанной канавкой и прикрученной фотоприщепкой с кусочком кожи для фиксации волокнаНа самом деле особой точности никакой не нужно ( ну в предалах радиуса волокна) - поверхностное натяжения выполнит за вас более тонкую центровку. Микроскоп для визуализации устанавливается под 45 градусов к осям двухкоординатной подвижки, тогда можно отцентровать по обеим координатам. Место сварки волокна нагревается электрической дугой, которая тоже установленна на подвижке.дающей возможность перемещать дугу вверх-вниз. Это сделано для регуллировки температуры места сварки. Дуга горит между вольфрамовыми электродами толщиной 1,5-2мм заточенними под углом 10 градусов. Дуга питается от источника высокого напряжения, желательно повышенной частоты. Напряжение должно быть таково, чтобы обеспечить пробой 3-4мм растояния на воздухе. Можно варить и в атмосфере аргона - будет лучше, но я этого не делал- на тот момент было мне 18 годков и аргон я видел только на картинках. Перед сваркой торцы волокна нужно подготовить. С этой целью удаляют все защитные оболочки: верхнюю путём срезания острым лезвием для бритья, нижнюю либо отмачивают в диметилформамиде (DMFA) либо путём помещения волокна в концентрированную плавиковую кислоту, с последующей нейтрализацией оной в спирте, на секунд 20-30. После чего оболочку стаскивают пальцами или ваткой со спиртом. Полученную голую кварцевую жилу торцуют. для этого лёгким надавливанием на волокно, лежащее на указательном пальце, алмазной пилой либо колотым сапфиром (сапфир берётся искуственный) делают надрез на волокне (глазом его не видно) посла чего строго соосным движением направленным от волокна, как бы стягивают конец волокна. В результате правильно поделанной процедуры у вас в руках остаётся кусочек волокна, который откололся по месту надреза. Визуальный контроль торца в микроскоп обнаруживат перпендикуллярный срез без сколов и задиров. Подкотовленые таким образом волокна зажимают в установку, сопроставляют при помощи микроподвижек с визуальным контролем. Сводят концы волокна вместе с целью проконтролировать точность совмешения, после чего резводят на 0,5мм и зажигают дугу, в которой, пока не находятся стыки волокна. Регуллируя мощност дуги и расстояние до стыка нагревают волокна до такой температуру, чтобы начали оплывать(чуть-чуть) углы торцов и засветилась сердцевина. Сердцевина всегда светится ярче оболочки и её хорошо видно. Сводят волокна вместе, контроллируя по свечению сердцевины, чтобы она слилась и увеличивая нагрев и потихоньку сближая волока добиваются того, чтобы сердцевина светилась, как одно целое, без утоньшений или утолщений. Очень удобно контроль сварки вести, если одно волокно засвечено лазером. При это на торце наблюдается яркая высветка, которая в процессе сварки резко исчезает. Это, кстати свидетельствует о качественной сварке. ПОсле этого дугу медленно убирают и стык армируют кусочком проволоки и заливают эпоксидной смолой, либо под стык подводят полоску стекла и опят-таки заливают эпоксидкой,либо применяют то, чем пользуются нынешние волоконщики. Я видел, что народ фиксирует волокно на куске гвоздя термоусадкой. Этот этап произвольный, главное защитить стык от мех повреждений.

Да Алексей Николаевич описалово интересное , такое получить от когото на сегодняшний день наверное нереально .
внесем ясность .
1. Скол волокон должен иметь перпендикулярную поверхность оси волокна -+ 1 градус .
Конечно можно и ножом или сапфиром , но я думаю можно и скаліватель в принципе приобрести . по сравнению со сварочным аппаратом копейки 100-1000 баксов .
2. Укладка волокна для сварки . Ну конечно тут я малехо не согласен , в аппаратах для сварки 80 годов применялись столы в которых был прецезионный "желобок" , наверное этому узлу необходимо уделить особое внимние , потому как расположение двух кусков волокна на одной оси - залог успеха .
3.По поводу армирования - тут я думаю необходимо применять я думаю "фирмовые" материалы , стоят они копейки . Привязывание гвоздей , епоксидной смолы итп итд , я думаю это на сегодняшний день просто кошмарный сон .
4.При использовании пластины с микрожелобом в принципе можно соорудить конструкцию в которой столы будут раздвигаться микровинтами только вдоль оси волокна в процессе сварки (над этим нада задуматься)
5.Електрическая дуга на сегодня используется наверное в 100 проц пром сварочников оптоволокна , поэтому прошу автора Алексея Николаевича уточнить електрическую часть подобного узла с вольфрамовыми електродами , место расположения електродов , времяч сварки\остывания , ну и какихто зарисовочек .Лично я очень смутно представляю електрическую часть этого "горбатенького сварника оптики" .

Вопрос дилетанта: вы это ваяете на рабочем месте в производственных нуждах или же в виде частных услуг? Просто не совсем представляю площадь таких работ.

Ну нужды конечно иеются 7000 баксов жалко , а вот по поводу размеров наверно немного больше чем тот добрый "гражданин" показывает на пальцах на вашей аватарке будет

5.Електрическая дуга на сегодня используется наверное в 100 проц пром сварочников оптоволокна
Ну, почему же. Модные пацаны паяют СО2 лазерами - аж пиджаки заворачиваются! А если серьёзно, то схемку попробую набросать, потому как сам варил тупым трансом от неоновой рекламы. Но им варить не очень - нужен ЛАТР для регуллировки и из-за пульсации дуги (100Гц) дрожит волокно.
По поводу желобков - ничего не имею против, только надо учесть, что толжен быть свободный пролёт порядка 2-3см для манипуляции дугой и электрододержателями.

Тема, конечно, неожиданная для форума по любительским устройствам, но видно, пришло время и вопрос может быть многим интересен имхо.
Среди прочего надо иметь в виду, что бюджет такого "хобби" всё-таки поболее будет, чем для инверторного сварочника.
Ведь для подготовки к собственно сварке надо иметь комплект инструментов для разделки оптоволокна. Вот посмотрел свежий прайсик на аксессуары :
- скалыватель +-1 градус - 560 у.е. (в крайнем случае нож с сапфировым резцом - 93 у.е.);
- комбинированный стриппер 155 у.е.
- ножницы для кевлара - 60 у.е.
и так далее, и тому подобное
Можно, конечно пользоваться подручными вещами, как описал Алексей Николаевич (кстати, большое спасибо, действительно про такую "альтернативную" технологию, похоже, не прочтешь нигде), в этом случае роль "человеческого фактора" вырастает еще больше. Но для любительских разработок это означает дополнительный "драйв".
По поводу размеров - можно для примера посмотреть вот на этот промышленный образец. Работает от встроенных аккумуляторов, одного заряда хватает на 40 сварок...


Сообщение отредактировал Basill - 14.7.2008, 16:47

А там случайно фирменных салфеток в прайсе за 200 баксов не было ? А зря батенька , зря нана было купить , хотя гель можно снимать и спиртом изопропиловым . Короче ножницы для кевлара и крутые скалыватели при наличии мозгов и навыков заменяются простыми инструментами и это факт .

А вот процесс сварки оптоволокна електрической дугой - вот именно этот вопрос нужно рассмотреть подробно и внятно , я так себе думаю .

Фирменные салфетки? Случайно есть, конечно! Коробка 200 штук - 9 у.е.
Согласен, давайте оставим тему фирменных аксессуаров и прочего железа и займемся генератором сварочной дуги.
Мне тож будет интересно, для расширения кругозора.

согласен . но считаю если все получится удачно это устройство приобретет очень большую популярность , главное не вдаваться в космические просторы ,спуститься к нашей обыденности и прямым рукам

схемку, пока, выложить не готов, но скажу идеологию, может кто-то сообразит раньше меня, как это нужно организовать. Как по мне, так это должен быть push-pull ватт на 150-200. Выходной трансформатор питается от 24В(12В), т.к. устройство должно быть носимым, а не стационарным. В качестве источника питания служит батарея от шуруповёрта или автомобильный аккумулятор. Выходной транс собран из одного феррита и двух высоковольтных катушек от старых телеков (типа ТВС 110). Схемой рулит UC3846. Она хорошо работает с push-pull топологией и на ней легко организовать источник тока. Схемку скину.

Алексей Николаевич -а можно эскиз вашего устройства ?что бы как бы лутше прояснить как енто усе выглядит.

Для начала неплохо было бы найти какие-то нормативные материалы по технологии сварки оптоволокна электрической дугой. Возможно, у производителей этого самого оптоволокна есть такие нормы, обеспечивающие качество соединения.
Оттуда можно будет взять параметры дуги, а уже имея их в качестве тех. задания, строить генератор.
Либо делать (что лучше) генератор на целый диапазон параметров, с управлением всеми режимами (как на крутом универсальном сварочном полуавтомате), но и в этом случае надо знать требования по технологическому режиму сварки конкретного волокна, чтобы сузить зону экспериментальных поисков.
Можно начать с многомодового волокна, там требования к прецизионности не такие жесткие, как для одномодового

Да видно данная тема интесует не только меня , у своих часовщиков нашел прототипі будущих раздвижных столов с микровинтами , будем попоробовать . Вопрос к Алексею Николаевичу - материал електродов у вас вольфрам , где его можно поднарыть и какова длина дуги была у вас между електродами , какие возможно с вашей точки зрения использовать альтернативные материалы ?
Ну и немного по теории одномодовое волокно представляет собой в разделанном виде стержень диаметром 125 мкм(0.125мм) и насколько я себе представляю наружная оболочка из какогото полимера который поддается сварке (оплавлению) . А вот внутренний стержень по которому распространяется световой пучок имеет диаметр всего 9мкм(0.09мм), соизмерим с длиной волны распространяемой в волокне и сваривание самой серцевины волокна не происходит , они просто сводятся на растояние гораздо меньшее своего диаметра (9мкм). сваривается только наружная оболочка . Точность юстировки или другими словами сведения в плоскостях приблиз 1 мкм (0.01мм) что есть достаточно проблеммно . Именно из за этого мех часть должна иметь возможность настолько точного позиционирования и визуального контроля .

Alex Nik: материал электродов был вольфрам, нарывается он совершенно спокойно в сварочном магазине в виде стержней для аргонной сварки. С эскизом установки похуже - её уже лет 10 как растащили на комплектующие, причём я сам в этом учавствовал. Микроподвижки понадобились для другой экспериментальной установки. А с черчением у меня не очень. Я думаю будет быстрее, если вы нарисуете, как меня поняли, а я подкорректирую.
По поводу волокон не заблуждайтесь - мы ведём речь исключительно про кварц-кварцевые волокна, у которых и сердцевина и оболочка состоят из аморфного кварца. Не путайте защитную полимерную оболчку со световедущей оболочкой. Если вы внимательнее прочитаете мой первый пост, то обнаружете, что особое внимание я уделил именно сварке сердцевины, по которой, собсвенно, и распространяется световой поток. Часть энергии, конечно, распространяется и в оболочке, но это быстрозатухающие оболочечные моды, которые нас не интересуют. По поводу юстировки: даже если вы получите точность порядка 3-5мкм этого всё равно будет достаточно, т.к. силы поверхностного натяжения расплавленного стекла сами доюстируют волокно. НО, конечно, если есть возможность - бомбите часовщиков

http://www.statel.ru/optovolokno.php

http://physics.nad.ru/fibboard/messages/19.html

Ничегосибе ветка!
А если для сварки серцевины оптоволокна использовать лазер от DVD RW резака.Только вот что делать с прозрачностью серцевины? Вот если бы можности в фокукусе луча было бы достаточно для образования микроплазмы плазмы в воздухе (лазерная искра) то это возможно наверное получить в импульсном лазере? или СО2 лазере?
http://www.casemods.ru/section9/item264
Юрий

На лазера не западаем нет такой возможности СО , а вот електрической дугой єто можна попробовать . Будем подумать над источником дуги .

Наверное проще водородн- кислородным пламенем спаять. (миниатюрным вариантом Лиги)

Алексею николаевичу по поводу вольфрама для електродов. Поехал в сварочный магазин купить вольфрама , да действительно есть три вида .
1.Совковый диаметром 2 мм и длинной 50 см , неброский на вид и ценой 37 гривен за пруток
2. Есть сварочные електроды из вольфрама диаметром от 1 мм до 3 мм длинной прим 18 см с лантаном
3 . Такие же импортные електроды как в п.2 только с торием .
Какие прикажете использовать , алексей Нирколаевич ? выбор достаточно широк .Купил для прикола с лантаном один диаметром 1 мм . Стоит удовольствие 9 гривен помоему .