CN116944812A - 一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，包括以下步骤：准备、裁切、预处理、搭接、焊接、整平、修边和退火，在惰性气体的保护下，利用退火装置对搭接区域进行加热处理。通过上述方式，本发明所述的无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，操作简便，在线接带成功率达到百分之九十八以上，确保了接带强度和可靠性，使得搭接区域与第一薄壁紫铜带具有一致的宽度和厚度，有利于搭接区域保持与第一薄壁紫铜带一致的综合机械性能和电气性能。

Description

一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺

技术领域

本发明涉及无中继海光缆生产技术领域，特别是涉及一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺。

背景技术

海光缆分有中继和无中继两大类系列产品，其中的无中继海光缆结构中需要有一层薄壁紫铜带，用作海缆系统运营中的导体与故障检测。无中继系列海光缆一般铺设在海底数百米的大陆架离岸海底，受到海况严苛的环境考验。所以，海光缆产品需要极高的可靠性和质量。

无中继海光缆结构中的任何结构单元必须可靠运行二十五多年，因此，在制造生产无中继海底光缆的过程中，每道工序都必须精益求精，确保产品质量达到最优，其中的铜带纵向包覆工艺就是一个关键工艺。

在生产无中继海光缆的金属带纵向包覆工序过程中，包覆薄壁的金属带是一道精密的特殊工序，其中，在生产过程中的在线可靠接带是一道必须解决的工艺难题：即在不减缓生产速度的情况下，依次完成储存金属带、焊接金属带和正常放带的过程操作。在短暂的储带长度内，必须万无一失完成高质量的接带过程，这个过程对人员的技术提出了一定要求。

生产短长度的海光缆产品，风险相应降低了很多，而连续生产近百公里的超长无中继海底光缆，风险陡然上升。单盘薄壁紫铜带的长度有限，需要进行接续，超大长度无中继海光缆产品的生产过程中，往往包含了数十个薄壁紫铜带的接带点，人员和接带装置一有失误，会导致产品中的薄壁紫铜带断开，无法形成连续稳定的近百公里的导体结构。一般情况下，海光缆中的薄壁紫铜带断开后只能分段降级处理，从而造成重大损失。

目前，业内为了在有限时间内进行薄壁紫铜带的焊接，对接带步骤进行了减少处理，只是保证铜带能接在一起，保证接带点一定的接带强度，经过纵包包覆模具不发生断裂。由于薄壁紫铜带一般都是使用电阻搭接焊接，搭接处的接触电阻偏大，累积起来使得整体铜带的直流电阻发生一定程度的增加，从而导致海光缆的电性能指标时常处于临界值。在无中继海光缆长期的工作寿命期间，电性能的劣化会使得故障检测定位误差超标，从而提高了维修和故障抢修的成本，给产品质量带来明显的隐患。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，实现薄壁紫铜带的快速接续，提升接带强度，控制搭接处的接触电阻。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，包括以下步骤：

准备：准备需要接续的第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带，找出第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部；

裁切：对第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部进行裁切，形成对应的斜角，角度为40~50度；

预处理：对第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部进行涂塑层的清理，去除一段薄膜；

搭接：对第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部进行上下重叠式搭接，搭接区域的长度为5~7mm；

焊接：利用电阻焊设备，对搭接区域进行加压和有序点焊，实现搭接部分的熔融焊接；

整平：使用气锤均匀锤击焊接区域，使得搭接区域的厚度与第一薄壁紫铜带的厚度保持一致；

修边：使用剪切工具对搭接区域整平后两侧的溢出部分进行剪除，确保搭接区域的宽度与第一薄壁紫铜带的宽度一致；

退火：在惰性气体的保护下，利用退火装置对搭接区域进行加热处理，将退火装置的正负极连接在搭接区域的两侧，然后通入10~100 mA 的直流电流，进行5~8s时长的加热，然后冷却。

在本发明一个较佳实施例中，在线接续时，第一薄壁紫铜带正常走带，准备步骤中，利用储带装置储备150~250米长度的第一薄壁紫铜带。

在本发明一个较佳实施例中，裁切步骤中，将第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部进行上下平齐叠放，然后利用刀具进行同步裁切。

在本发明一个较佳实施例中，预处理步骤中，通过纯酒精灯的火焰均匀烧灼第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带对应端的涂塑层，去掉对应的薄膜后，再使用金相细砂纸进行打磨，然后擦拭清洁干净。

在本发明一个较佳实施例中，退火步骤中，采用透明罩壳进行搭接区域的封闭，并向透明罩壳内输入惰性气体，惰性气体的流量为5~20ml/s。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带的规格相同，所述第一薄壁紫铜带的宽度为17~27mm，所述第一薄壁紫铜带的厚度为0.1~0.3mm。

在本发明一个较佳实施例中，所述电阻焊设备包括一对钨电极及驱动钨电极伸缩的气缸。

在本发明一个较佳实施例中，所述退火步骤中，冷却的时长为5～10s，并在冷却过程中保持惰性气体的保护。

本发明的有益效果是：本发明指出的一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，通过裁切、预处理、搭接和焊接，实现搭接部分的熔融焊接，确保了接带强度和可靠性，并通过整平、修边和退火进行搭接区域的处理，确保了搭接区域与第一薄壁紫铜带一致的宽度和厚度，有利于搭接区域保持与第一薄壁紫铜带一致的综合机械性能和电气性能，一致的抗拉强度、延展率和直流电阻率确保了在无中继海光缆中包覆成型后的稳定与可靠，操作简便，在线接带成功率达到百分之九十八以上，人员操作的劳动强度低，接续质量也得到保证。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺中第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带一较佳实施例的俯视图；

图2是图1中第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带在裁切过程中的俯视图；

图3是图2中的第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带预处理后的俯视图；

图4是图3中的第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带搭接后的结构示意图；

图5是图4中的第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带在焊接过程中的主视图；

图6是图5中的第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带在整平过程中的主视图；

图7是图6中的第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带在修边过程中的俯视图；

图8是图6中的第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带在退火过程中的俯视图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

经过深入了解薄壁紫铜带的纵向包覆要求：即薄壁紫铜带紧密包覆钢管光单元，搭盖处包覆需紧密服帖，无不规则的翻边和荷叶状边缘，电阻焊接的接带点厚度与本体基本一致，薄壁紫铜带的宽度和厚度控制在公差范围内，薄壁紫铜带接带点抗拉强度和延伸率也要求与本体基本一致。

请参阅图1~图8，本发明实施例包括：

一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，包括以下步骤：

准备：如图1所示，准备需要接续的第一薄壁紫铜带1和第二薄壁紫铜带2，找出第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部，在本实施例中，第一薄壁紫铜带1和第二薄壁紫铜带2的规格相同，第一薄壁紫铜带的宽度为17~27mm，第一薄壁紫铜带的厚度为0.1~0.3mm；

在无中继海光缆的生产过程中，第一薄壁紫铜带1需要在线进行纵向包覆，利用第二薄壁紫铜带2进行接续，也就是说在线接续时，第一薄壁紫铜带1正常走带，接续过程中为了不影响无中继海光缆正常的生产，需要利用储带装置储备150~250米长度的第一薄壁紫铜带进行缓冲；

裁切：对第一薄壁紫铜带1和第二薄壁紫铜带2需要接续的端部进行裁切，形成对应的斜角，如图2所示，角度为40~50度，方便进行后续的均匀搭接，延长有效搭接的长度，提升焊接后的抗拉强度；

在本实施例中，将第一薄壁紫铜带1和第二薄壁紫铜带2需要接续的端部进行上下平齐叠放，然后利用刀具进行同步裁切，确保了第一薄壁紫铜带1和第二薄壁紫铜带2端部斜角的一致性；

预处理：对第一薄壁紫铜带1和第二薄壁紫铜带2需要接续的端部进行涂塑层的清理，如图3所示，去除一段薄膜，以免影响后续的焊接；

在本实施例中，可以通过纯酒精灯的火焰均匀烧灼第一薄壁紫铜带1和第二薄壁紫铜带2对应端的涂塑层，去掉对应的薄膜后，再使用金相细砂纸进行打磨，然后擦拭清洁干净；

搭接：对第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部进行上下重叠式搭接，如图4所示，搭接区域的长度为5~7mm，方便后续的熔融焊接；

焊接：利用电阻焊设备，对搭接区域进行加压和有序点焊，实现搭接部分的熔融焊接，如图5所示，沿搭接区域长度方向进行密集地点焊处理，使得搭接区域充分熔融，焊接效果好；

在本实施例中，电阻焊设备包括一对钨电极3及驱动钨电极伸缩的气缸，利用气缸驱动上下钨电极3的移动，实现对搭接区域的加压和点焊，提升焊接质量的稳定性；

整平：使用气锤均匀锤击焊接区域，如图6所示，使得搭接区域的厚度与第一薄壁紫铜带的厚度保持一致；

修边：使用剪切工具对搭接区域整平后两侧的溢出部分4进行剪除，如图7所示，确保搭接区域的宽度与第一薄壁紫铜带的宽度一致，有利于搭接区域保持与第一薄壁紫铜带一致的综合机械性能和电气性能；

退火：采用透明罩壳5进行搭接区域的封闭，并向透明罩壳5内输入惰性气体，比如氩气，惰性气体的流量为5~20ml/s，透明罩壳5可以采用上下分体结构，组装便利，方便进行内部的观察；

在惰性气体的保护下，如图8所示，利用退火装置7对搭接区域进行加热处理，将退火装置7的正负极6连接在搭接区域的两侧，然后通入10~100 mA的直流电流，电压15～45V，进行5~8s时长的加热，然后冷却，冷却时间约5～10s，停止惰性气体的输入（冷却过程保持惰性气体的输入，避免薄壁紫铜带表面接触空气而发生氧化现象），打开透明罩壳5，拆除退火装置7的正负极6，完成接续工作，整个接续过程耗时控制在3~5分钟。

综上，本发明指出的一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，操作简便，进行了薄壁紫铜带的可靠焊接，在接续过程中保护薄壁紫铜带免受环境的热态氧化，保持极优的综合机械性能和电性能，减少因接续带来的无中继海底光缆产品质量问题，可以应用于超大长度的无中继海光缆的薄壁紫铜带的连续可靠接续，避免因为接带质量差导致的断带问题和损失。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，其特征在于，包括以下步骤：

准备：准备需要接续的第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带，找出第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部；

裁切：对第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部进行裁切，形成对应的斜角，角度为40~50度；

预处理：对第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部进行涂塑层的清理，去除一段薄膜；

搭接：对第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部进行上下重叠式搭接，搭接区域的长度为5~7mm；

焊接：利用电阻焊设备，对搭接区域进行加压和有序点焊，实现搭接部分的熔融焊接；

整平：使用气锤均匀锤击焊接区域，使得搭接区域的厚度与第一薄壁紫铜带的厚度保持一致；

修边：使用剪切工具对搭接区域整平后两侧的溢出部分进行剪除，确保搭接区域的宽度与第一薄壁紫铜带的宽度一致；

退火：在惰性气体的保护下，利用退火装置对搭接区域进行加热处理，将退火装置的正负极连接在搭接区域的两侧，然后通入10~100 mA 的直流电流，进行5~8s时长的加热，然后冷却。

2.根据权利要求1所述的无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，其特征在于，在线接续时，第一薄壁紫铜带正常走带，准备步骤中，利用储带装置储备150~250米长度的第一薄壁紫铜带。

3.根据权利要求1所述的无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，其特征在于，裁切步骤中，将第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带需要接续的端部进行上下平齐叠放，然后利用刀具进行同步裁切。

4.根据权利要求1所述的无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，其特征在于，预处理步骤中，通过纯酒精灯的火焰均匀烧灼第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带对应端的涂塑层，去掉对应的薄膜后，再使用金相细砂纸进行打磨，然后擦拭清洁干净。

5.根据权利要求1所述的无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，其特征在于，退火步骤中，采用透明罩壳进行搭接区域的封闭，并向透明罩壳内输入惰性气体，惰性气体的流量为5~20ml/s。

6.根据权利要求1所述的无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，其特征在于，所述第一薄壁紫铜带和第二薄壁紫铜带的规格相同，所述第一薄壁紫铜带的宽度为17~27mm，所述第一薄壁紫铜带的厚度为0.1~0.3mm。

7.根据权利要求1所述的无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，其特征在于，所述电阻焊设备包括一对钨电极及驱动钨电极伸缩的气缸。

8.根据权利要求1所述的无中继海光缆用薄壁紫铜带接续工艺，其特征在于，所述退火步骤中，冷却的时长为5～10s，并在冷却过程中保持惰性气体的保护。