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1、第八屆中國光電通信論壇會議論文集光纖預制棒延伸技術及設備探討楊軍勇章海峰華軍龍(富通集團有限公司)摘要：隨著光纖預制棒及其芯棒的不斷大型化，預制棒及其芯棒的延伸技術變得愈發(fā)重要。本文對目前行業(yè)內采用的橫向及縱向延伸設備及延伸技術進行了闡述，結合設備開發(fā)及生產實踐中的經驗，著重討論了該兩種延伸設備及控制方法的優(yōu)缺點。關鍵詞：光纖預制棒；芯棒；橫延；縱延l、引聲目前．低水蜂單模光纖已成為單模光纖市場的主流產品，而在各種光纖預制棒制造工藝中，VAD+OVD(或onlineRIC套管)工藝由于在控制水峰及合格率上較MC
2、VD及PCVD工藝具有明顯的優(yōu)勢，其在各種方法中所占的市場比重越來越大。VAD+OVD工藝路線中，VAD工藝沉積芯棒(芯棒將決定光纖的主要光學性能)，芯棒經過延伸后作為OVD出發(fā)棒繼續(xù)沉積預制棒的包層部分。芯棒延伸盡管只是光纖預制棒制造工藝中的一道輔助工序，卻是決定預制棒質量及成本的一道重要工序。在光纖預制棒及其芯棒的尺寸不斷增大的情況下，原來廣泛采用的橫向火焰延伸車床在很大程度上無法滿足工藝要求，因此許多國外大型的光纖預制棒廠商已開始采用縱向延伸車床對芯棒及預制棒進行延伸。在國內，富通集團也在橫延及縱延的設備
3、與工藝上積累了一定的經驗。本文將藉此對橫延和縱延設備及其工藝進行對比分析，以闡述各工藝及設備的優(yōu)缺點。2、橫延2．1橫延概述目前國內廣泛采用的延伸設備基本為橫延車床。橫延車床的示意圖如圖1。橫延車床通過加熱裝置將預制棒加熱熔融，通過夾具間的相對運動達到拉伸芯棒或預制棒的目的。通過測徑儀對芯棒熔融區(qū)錐面末端某一位置直徑的測量作為反饋信號，采用PID控制方法來控制延伸精度。通常，加熱方式為H2和02燃燒產生的氫氧焰，也可采用石墨感應爐作為熱源。．322．第八屆中國光電通信論壇會議論文集么疊公——■一———-一圖1橫
4、延車床示意圖2．2橫延設備及工藝的優(yōu)缺點2．2．1優(yōu)點橫延車床在早期應對小直徑芯棒的延伸工作中有其優(yōu)越性，其升溫速度快，操作方便，通過PID控制能達到很高的控制精度。當采用氫氧焰加熱時，芯棒的變形區(qū)(錐面部分)為敞開式的，很直觀，便于調節(jié)測徑儀的測試位置。張力測試儀及溫度測試儀的安裝方式簡單，通過它們能較好的控制芯棒的熔融狀態(tài)，避免延伸后的芯棒出現應力分布不均的情況。另外，采用氫氧焰加熱，同時起到了拋光的作用，使芯棒表面不會有其它雜質附著而影響OVD沉積包層的質量。從設備制造的角度講，床身為一體式，車床本身的機
5、械精度較有保證。2．2．2缺點隨著VAD技術的不斷改進，目前，縱向OVD沉積速率已經提高到1009／rain，與之相匹配，VAD的沉積速率也從早期的39／min，提高到129／min甚至更快。與此同時，VAD沉積的芯棒外徑也由原來的甲50mm左右增加到叩100mm左右，長度由500mm左右增加到800ram以上。在此情況下，橫延設備及工藝的局限性便體現了出來。概括的講，主要體現在以下幾方面：(1)采用氫氧焰加熱，當芯棒直徑增大時，為使芯棒熔融到可以拉伸的溫度勢必要加大H2、02量，表一列出了對應于(p60mm、
6、cp70mm和(p80mm芯棒時H2量以及拉伸速度，(芯棒直徑(p60mm以下時采用兩噴燈加熱，大于(p60mm后均采用三噴燈環(huán)形．323—第八屆中國光電通信論壇會議論文集加熱)從中可以看出：當芯棒外徑增加時，一方面H2量需增加很多，造成成本的急劇表1不同外徑芯棒的橫延條件及結果芯}妻序延伸前延伸條件延伸后時間號{乏度平均外徑目標直比，噴艟總噴燈速張力長度徑燈量度(-I啊o(m0(嘲)L／minL／-lnⅢ而in“(-柚1500．059．240．088017605．023011002500059340088li
7、762501351150350006i340088317685023012404500．061．4400880176050ll01250550006964008792637502201500065000698400810243050496150007500070040．081．0243．0506001550．08s00．070．3400882264．6503951480098000796600110033005082{143001080007996001100330．0803650142001l800．0799
8、600100．0300050125014500128000798600100．0300．080300014300平均外徑(-曲40140039739．840．540439540359059659l592增加；另一方面，若加快拉伸速度，則會造成張力過大，甚至難以拉伸，且其拉伸的結果是芯棒應力分布不均，如圖2中右圖所示，從而在一定程度上影響最終預制棒的質量。實際操作表明，當芯棒直徑達到中1
