图5-3-1拉丝与一次涂覆工艺流程
操作步骤:将已制备好的预制棒安放在拉丝塔(机)上部的预制棒馈送机构的卡盘上。馈送机构缓慢地将预制棒送入高温加热炉内。在Ar气氛保护下,高温加热炉将预制棒尖端加热至2000ºC,在此温度下,足以使玻璃预制棒软化,软化的熔融态玻璃从高温加热炉底部的喷嘴处滴落出来并凝聚形成一带小球细丝,靠自身重量下垂变细而成纤维,即我们所说的裸光纤。将有小球段纤维称为“滴流头”,操作者应及时将滴流头去除,并预先采用手工方式将已涂覆一次涂层的光纤头端绕过拉丝塔上的张力轮、导轮、牵引轮后,最后绕在收线盘上。然后再启动自动收线装置收线。
预制棒送入高温加热炉内的馈送速度主要取决于高温炉的结构、预制棒的直径、光纤的外径尺寸和拉丝机的拉丝速度,一般约为0.002~ 0.003cm/s。在拉丝工艺中不需要模具控制光纤的外径,因为模具会在光纤表面留下损伤的痕迹,降低光纤的强度。绝大多数光纤制造者是将高温加热炉温度和送棒速度保持不变,通过改变光纤拉丝速度的方法来达到控制光纤外径尺寸的目的。
在正常状态,若预制棒的馈送速度为V,光纤的拉丝速度为Vf,预制棒的外径为D,裸光纤的外径为df,df=2b。根据熔化前的棒体容积等于熔化拉丝后光纤的容积的特点,可知,前三者与光纤的外径有如下关系:
22VD=Vfdf (5-3-1)
因此,光纤的外径可由(5-3-1)给出:
22d=VD/Vf (5-3-2)
光纤预制棒馈送系统主要由光纤预制棒卡盘、馈送及控制系统和调心机构及控制系统构成。卡盘的作用是固定光纤预制棒,馈送及控制系统主要是步进电动机,它的用途是为预制棒进入加热炉提供一个缓慢的速度,调心及控制系统作用是光纤预制棒在卡盘上夹好后,首先要进行预调心,使棒的中心与预定的检测中心重合,并当出现偏心时,为PLC提供变化参数,及时自动调节修正。
拉丝操作对加热源的要求是十分苛刻的。热源不仅要提供足以熔融石英玻璃的2000ºC以上高温,还必须在拉制区域能够非常精确的控制温度,因为在软化范围内,玻璃光纤的精度随温度而变化,在此区域内,任何温度梯度的波动都可能引起不稳定性而影响光纤直径的控