CN109332992B - 一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，包括以下步骤：选材、第一道焊、第二道焊、第三道焊和打磨，利用电阻焊的原理进行铜带馈电层的修复。通过上述方式，本发明所述的海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，修补过程产热更少，温度更低，极少会有熔融金属流入铜带馈电层内部，对缆芯内部结构无损害，铜带馈电层修复点的抗弯、抗扭及气密性得到极大提升，极大减少了因修复不善对下道绝缘工序产生的不利影响。

Description

一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺

技术领域

本发明涉及海底光缆技术领域，特别是涉及一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺。

背景技术

作为20世纪最伟大的发明之一，互联网正不断改变和引领着人类的思维、生产生活和学习方式，世界上约95%的互联网通讯以海底光缆为信号传输载体。铜带馈电层作为海底光缆馈电单元承担着由岸基供电设备向整个海底光缆***用电设备，如中继器等传输与分配电力的作用；除此之外，铜带馈电层的质量还对其外部绝缘层的性能具有巨大的影响，决定着整根海底光缆的质量好坏，确保铜带馈电层的质量，其重要性不言而喻。

海底光缆中铜带馈电层常常由铜带经过成型模后以纵包的方式成型为铜管，再由焊接的方式密闭铜管纵缝后拉拔而形成，最常见的铜带馈电层质量问题为在生产过程中出现的纵缝未焊接或焊接质量不佳，若不对问题点加以处理，将对馈电层外的绝缘层产生严重损害。一般情况下，馈电层的漏焊或未焊焊缝以手工TIG填丝点焊的方式进行填缝修补，但此修补方式，会对产品质量产生诸多不利的影响。

现有填丝TIG点焊，属于熔化焊的一种，需要母材（馈电层铜带）与焊材（填缝用的焊丝）同时熔化才能完全填充焊缝间隙，因此引发四点风险：

1.温度过高(1000℃以上)，热量大量传递到内部，降低馈电层内部铠装钢丝的组织性能，降低产品强度，同时高温还会损害光纤性能；

2.熔融的铜液沿焊缝流入，烧断内层钢丝，极大降低了产品的抗拉强度，产生不合格品，带来巨大经济损失；

3.补焊点组织性能不佳，缆线弯曲受力时补焊点极易开裂，会在挤出外绝缘层的过程中产生气泡、鼓包等缺陷，从而影响海缆绝缘层电性能；

4.人员手工操作时，存在高温金属烫伤的风险。

总体来说，现有填丝TIG点焊的方式，往往起不到良好的修复效果，甚至会对产品质量产生损害，需要改进。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，减少修复过程对产品产生的有害影响，提高产品修复质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，包括以下步骤：

选材：对复合带材进行裁剪并清洁后，覆盖贴合于铜带馈电层外圆上需要修补的缺陷表面，复合带材包括搭盖带与中间助焊带，中间助焊带位于搭盖带底面与铜带馈电层外圆之间，对电阻焊机的上电极和下电极进行清洁，上电极下部和下电极上部分别设置有与铜带馈电层对应的凹槽，对凹槽进行清洁；

第一道焊：在铜带馈电层上非缺陷位置安装夹具，手持或者采用机械臂进行夹具的操作，保持复合带材位于水平放置的铜带馈电层的正上方，移动铜带馈电层使复合带材的A端位于上电极的正下方，触发电阻焊机的行程触发器，上电极下落自动进行单点的焊接，单点焊接完成后，平行向A侧移动铜带馈电层，移动距离C小于单个焊点宽度，触发行程触发器，进行下一个焊接行程，如此反复操作，直至焊接至焊材的另一端B端，完成第一道焊接；

第二道焊：扭转夹具，将铜带馈电层沿一个方向进行扭转，使得复合带材3/4宽度位置处位于铜带馈电层正上方，然后参照第一道焊的步骤，从复合带材一端向另一端进行焊接，完成第二道焊接；

第三道焊：扭转夹具，将铜带馈电层沿另一个方向进行扭转，使得复合带材1/4宽度位置处位于铜带馈电层正上方，然后参照第二道焊步骤，从复合带材的一端向另一端进行焊接完成第三道焊接；

打磨：当三道焊接完成后，进行打磨，完成表面毛刺的处理及外径的控制，至此，补焊操作完成。

在本发明一个较佳实施例中，所述搭盖带为金属带，所述搭盖带和中间助焊带的熔点以及电阻率各不相同，所述中间助焊带为铜合金带。

在本发明一个较佳实施例中，所述选材步骤中，采用酒精进行复合带材和凹槽进行清洁。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一道焊步骤中，调节上电极的行程，使得上电极在焊接前，悬在下电极的上方，距下电极上的复合带材一定行程，以便于移动或者旋转铜带馈电层而改变焊接位置，并使得焊接时，上电极与下电极接触而对复合带材进行紧压，避免搭盖带与中间助焊带之间以及中间助焊带与铜带馈电层之间结合面的空隙。

在本发明一个较佳实施例中，所述单个焊点宽度与上电极宽度对应。

在本发明一个较佳实施例中，所述打磨步骤中，用锉刀和细砂纸进行打磨。

在本发明一个较佳实施例中，所述凹槽为圆弧结构，并在焊接过程中，定期进行清理，以去除表面氧化物。

在本发明一个较佳实施例中，所述上电极和下电极分别为铜电极。

在本发明一个较佳实施例中，所述电阻焊机带有水冷***。

在本发明一个较佳实施例中，所述移动距离C≥半个焊点宽度。

本发明的有益效果是：本发明指出的一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，革新了海底光缆铜带馈电层的修补方式，利用电阻焊的原理进行铜带馈电层的修复，由于需要在馈电层表面覆盖中间助焊带和搭盖带等带材，故称之为补丁修补，鉴于铜带馈电层较高的导电率及熔点，对电阻较不敏感，可采用通以短时大电流的电阻点焊的方式进行修补，此方式可以精确控制焊接热输入，从而达到熔化中间助焊带而非搭盖带及母材（铜带馈电层）的目的，因此选用了熔点、电阻率与搭盖带均存在差异的中间助焊带作为中间填充料，起到连接铜带馈电层与外层的搭盖带的作用，较传统修复方式，此方法具有以下优点：

1.通电时间及电流大小分别可控，焊接热输入可以精准控制；

2.修补过程产热更少，温度更低，较传统方式降低约40%；

3.由于中间覆盖了薄片式的中间助焊带，极少会有熔融金属流入铜带馈电层内部，对缆芯内部结构无损害；

4.由于是面状的搭盖带，铜带馈电层修复点的抗弯、抗扭及气密性得到极大提升，完全满足了产品性能要求；

5.极大减少了因修复不善对下道绝缘工序产生的不利影响。

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是本发明一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺一较佳实施例的结构示意图。

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。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，包括以下步骤：

选材：对复合带材进行裁剪并利用酒精清洁后，覆盖贴合于铜带馈电层外圆上需要修补的缺陷表面5，复合带材包括搭盖带2与中间助焊带3，中间助焊带3位于搭盖带2底面与铜带馈电层4外圆之间，所述搭盖带为金属带，所述搭盖带和中间助焊带的熔点以及电阻率各不相同，所述中间助焊带为铜合金带；

对电阻焊机的上电极1和下电极7进行清洁，上电极1下部和下电极7上部分别设置有与铜带馈电层4对应的凹槽，对凹槽进行清洁，所述上电极1和下电极7分别采用铜电极，硬度和耐磨性适当的合金铜可以保证使用效率，兼顾导电性，电极的安装必须妥当，保证均匀合适的电极压力，保证均匀的熔化效果以及防止接触电阻不一致而焊裂铜带馈电层，所述电阻焊机带有水冷***，避免过热；

第一道焊：在铜带馈电层4上非缺陷位置安装夹具6，夹具6采用绝缘材料，提升操作安全性，手持或者采用机械臂进行夹具6的操作，保持复合带材位于水平放置的铜带馈电层4的正上方，移动铜带馈电层4使复合带材的A端位于上电极1的正下方，铜带馈电层4底部利用下电极7的凹槽进行承载和限位，所述凹槽为圆弧结构，并在焊接过程中，定期进行清理，以去除表面氧化物；

调节上电极1的行程，使得上电极1在焊接前，悬在下电极7的上方，距下电极7上的复合带材一定行程，以便于移动或者旋转铜带馈电层而改变焊接位置，并使得焊接时，上电极1与下电极7接触而对复合带材进行紧压，避免搭盖带2与中间助焊带3之间以及中间助焊带3与铜带馈电层4之间结合面的空隙；

触发电阻焊机的行程触发器8，上电极1下落自动进行单点的焊接，单点焊接时，上电极1和下电极7合并压紧复合带材及铜带馈电层4数秒后，上电极1和下电极7间通以短时大电流，控制能量输入，防止焊裂铜带馈电层4及内层结构，通过搭盖带与铜合金带及铜合金带与铜带馈电层之间的接触电阻产热，熔化铜合金带，而搭盖带及铜带馈电层不熔，中间助焊带3润湿铺展后达到良好的连接效果，上层的搭盖带则可以防止熔融的铜合金带与上电极和下电极的粘附，通电完成后续保持电极压力数秒，以保证搭盖带及铜带馈电层与熔融的铜合金的良好接触并冷却凝固成型，随后上电极上升，回到原始位置，单点焊接完成后，接着平行向A侧移动铜带馈电层，移动距离C在单个焊点宽度与半个焊点宽度之间，单个焊点宽度与上电极宽度对应，触发行程触发器，进行下一个焊接行程，如此反复操作，直至焊接至焊材的另一端B端，完成第一道焊接，对电阻焊机的电流类型进行选择，使得电流输入时间及大小可控，以调节能量的输入；

第二道焊：扭转夹具，将铜带馈电层沿一个方向进行扭转，使得复合带材3/4宽度位置处位于铜带馈电层正上方（第一道焊为复合带材1/2宽度位置位于铜带馈电层正上方），然后参照第一道焊的步骤，从复合带材一端向另一端进行焊接，完成第二道焊接，焊接过程需不断调整焊接参数，保证中间助焊带连续熔融，杜绝未熔、间隙、裂纹等不良现象出现，以保证焊接焊点气密性；

第三道焊：扭转夹具，将铜带馈电层沿另一个方向进行扭转，使得复合带材1/4宽度位置处位于铜带馈电层正上方，然后参照第二道焊步骤，从复合带材的一端向另一端进行焊接完成第三道焊接；

打磨：当三道焊接完成后，用锉刀和细砂纸进行打磨，完成表面毛刺的处理及外径的控制，以便绝缘层的挤出，至此，补焊操作完成。

综上所述，本发明指出的一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，可以利用半自动化的电阻焊机设备，提升了修补工作效率，操作方便，减少了修补过程对铜带馈电层的不良影响。

以上所述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 (10)

1.一种海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，其特征在于，包括以下步骤：

选材：对复合带材进行裁剪并清洁后，覆盖贴合于铜带馈电层外圆上需要修补的缺陷表面，复合带材包括搭盖带与中间助焊带，中间助焊带位于搭盖带底面与铜带馈电层外圆之间，对电阻焊机的上电极和下电极进行清洁，上电极下部和下电极上部分别设置有与铜带馈电层对应的凹槽，对凹槽进行清洁；

第一道焊：在铜带馈电层上非缺陷位置安装夹具，手持或者采用机械臂进行夹具的操作，保持复合带材位于水平放置的铜带馈电层的正上方，移动铜带馈电层使复合带材的A端位于上电极的正下方，触发电阻焊机的行程触发器，上电极下落自动进行单点的焊接，单点焊接完成后，平行向A侧移动铜带馈电层，移动距离C小于单个焊点宽度，触发行程触发器，进行下一个焊接行程，如此反复操作，直至焊接至复合带材的另一端B端，完成第一道焊接；

第二道焊：扭转夹具，将铜带馈电层沿一个方向进行扭转，使得复合带材3/4宽度位置处位于铜带馈电层正上方，然后参照第一道焊的步骤，从复合带材一端向另一端进行焊接，完成第二道焊接；

第三道焊：扭转夹具，将铜带馈电层沿另一个方向进行扭转，使得复合带材1/4宽度位置处位于铜带馈电层正上方，然后参照第二道焊步骤，从复合带材的一端向另一端进行焊接完成第三道焊接；

打磨：当三道焊接完成后，进行打磨，完成表面毛刺的处理及外径的控制，至此，补焊操作完成。

2.根据权利要求1所述的海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，其特征在于，所述搭盖带为金属带，所述搭盖带和中间助焊带的熔点以及电阻率各不相同，所述中间助焊带为铜合金带。

3.根据权利要求1所述的海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，其特征在于，所述选材步骤中，采用酒精进行复合带材和凹槽的清洁。

4.根据权利要求1所述的海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，其特征在于，所述第一道焊步骤中，调节上电极的行程，使得上电极在焊接前，悬在下电极的上方，距下电极上的复合带材一定行程，以便于移动或者旋转铜带馈电层而改变焊接位置，并使得焊接时，上电极与下电极接触而对复合带材进行紧压，避免搭盖带与中间助焊带之间以及中间助焊带与铜带馈电层之间结合面的空隙。

5.根据权利要求1所述的海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，其特征在于，所述单个焊点宽度与上电极宽度对应。

6.根据权利要求1所述的海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，其特征在于，所述打磨步骤中，用锉刀和细砂纸进行打磨。

7.根据权利要求1所述的海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，其特征在于，所述凹槽为圆弧结构，并在焊接过程中，定期进行清理，以去除表面氧化物。

8.根据权利要求1所述的海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，其特征在于，所述上电极和下电极分别为铜电极。

9.根据权利要求1所述的海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，其特征在于，所述电阻焊机带有水冷***。

10.根据权利要求1所述的海底光缆铜带馈电层的补丁式修补工艺，其特征在于，所述移动距离C≥半个焊点宽度。