高频感应加热机在光缆制造中的应用

高频感应加热机在光缆制造中的应用

导读]本文分析了高频感应加热原理，实践中的关键技术，以及在GYTS、GYTA53系列光缆中的应用优势。

名词解释

焦耳热--充满在毛细管内的的电解质在高电场下产生的自热。

高频加热机--全称“高频感应加热机”，又名高频感应加热设备、高频感应加热装置、高频加热电源、高频电源、高频焊接机、高周波感应加热机、高周波感应加热器(焊接器)等，它主要是对金属进行感应式的加热(非接触性的);能对金属极快的加热，有省电、体积小、安装方便、操作方便、安全可靠、加热速度快等的优点，应用范围十分广泛。

随着Internet业务、3G(3rdGeneration第三代移动通信技术)业务和多媒体应用的快速发展，网络的业务量正在以指数级的速度迅速膨胀，这就要求网络必须具有高比特率数据传输能力和大吞吐量的交叉能力。光纤通信技术出现以后，其近30THz的巨大潜在带宽容量给通信领域带来了蓬勃发展的机遇，特别是在提出信息高速公路以来，光技术开始渗透于整个通信网，光纤通信有向全光网推进的趋势。光纤通信在我国走过了二十余年的历程。市场是行业的命脉，价格是企业的命脉，如何合理降低产品成本、提高产品质量、保证用户使用要求，是各企业的重中之重。本文重点介绍传统光缆钢包注胶方式与新型工艺-高频感应加热的对比情况。

一、原理简介

众所周知光缆渗水性能是各用户严格要求的一项环境性能指标，而钢包结构光缆在钢带搭接处容易渗水，传统方式一般采用热熔胶加注，使钢带搭接处完全粘接阻止渗水。但传统方式存在诸多弊病，如加胶量不足会造成渗水发生，加胶量过多会造成护套挤出时有包发生，因此人为很难控制加胶量;另外也会因为钢带表面聚酯膜粘结不牢在模芯处堆积而引起护套出包现象。新型工艺采用高频感应加热原理使钢带表面覆膜熔融，不仅使钢带搭接处粘结牢固，而且提高了钢带与护套之间的粘结强度，彻底解决了渗水问题和护套出包现象。

高频感应加热原理是介质材料在高频电场的作用下发生分子极化现象，并按电场方向排列，因高频电场以极快的速度改变分子方向，则介质材料就会因介电损耗而发热。高频电流流向被绕制成环状或其它形状的加热线圈(通常是用紫铜管制作)。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将金属等被加热物质放置在线圈内，磁束就会贯通整个被加热物质，在被加热物质内部与加热电流相反的方向产生很大的涡电流，由于被加热物质内的电阻产生焦耳热，使物质自身的温度迅速上升，这就是感应加热的原理。

二、高频感应加热机用途广泛

高频加热机能对所有的金属进行快速加热，如：铁、钢、铸铁、不锈钢、铜、铝、锡、金、银等。

1、热锻压制行业---整件锻打、局部锻打、钻头压制。

2、焊接---各种金属制品钎焊、刀具刀片焊接、铜管焊接(在光缆制造行业中可用于钢带搭接焊接)。

3、热处理---金属淬火、退火、回火;尤其是局部处理(在光缆制造行业中可用于护套料与金属带剥离)。

4、熔炼---铸造熔炼、贵重金属熔炼、实验室小型熔炼。

5、其它应用---粉末涂装、金属植入塑料、加热去油(在光缆制造行业中可用于钢丝挤垫层钢丝去油、杂质)。

三、应用传统热熔胶机与高频焊接的情况对比

高频感应加热机，属于高频介质加热设备。将钢包后的缆芯置于该设备产生的电极之间，用交流电流流向被卷曲成环状的导体(通常为铜管)，由此产生磁束，将钢带纵包后缆芯通过铜管，磁束就会贯通钢带，在与磁束自缴的方向产生涡电流(旋转电流)，感应作用此时，由于钢带内的电阻产生焦耳热(1平方R)，使温度急速上升，这就是感应加热。由此对在钢带非接触的状态下就能加热。(发热有焦耳热及磁滞损失产生的热，但主要有焦耳热引起的。)当钢带受高频加热后，钢带表面聚酯膜受热熔化，搭接处钢带利用本身聚酯膜实现粘接，达到钢带搭接阻水效果。经外护套直接与聚酯膜粘接，不仅增加了钢带与外护套的粘接强度，而且去除了钢包光缆钢带覆膜、热熔胶频繁出包问题。

根据YD/T901-2001核心网用光缆-层绞式通信用室外光缆标准中4.3.2.2要求。

粘接护套(含53型外护层)的铝(或钢)带与聚乙烯套之间的剥离强度和搭接重迭处铝(或钢)带之间的剥离强度都应不小于1.4N/mm，但在铝(或钢)带下面采用填充或涂覆复合物阻水时，铝(或钢)带搭接处可不作数值要求。

表1 传统热熔胶机与高频焊接比较

四、高频感应加热机优点、特点

高频感应加热机优点：

1、可快速加热：与其它方法相比，以秒为单位即可加热到所要求的目标温度。

2、可局部加热：仅加热钢带，通过钢带产生热量熔化表面聚酯膜，对光缆内其他部件无任何伤害。

3、节省能源：除工作时间以外，仅待机电力就可以，很合理省电。

4、可在相对稳定的温度下自动运转：即使生产人员操作不够熟练，也可保证设备正常运转。

5、绿色环保：不产生有害物质。

6、根据被加热物体的质量、加热时间、温度，来调节高频的输出。

高频感应加热机特点：

1、全固态IGBT变频及功能调节，软开关谐振双调控及频率自动跟踪技术，是高可靠性的保证;

2、超小体积，为客户节省10倍的生产空间;

3、高效节能，全功率范围内，极高的功率因数和电源效率;

4、宽频1～20KHZ频率自动跟踪适应能力，无需现场调试;

5、100%全负载、24小时连续工作能力;

6、恒输出电压/恒输出功率控制选择功能;

7、频率、功率、电压及电流全显示。

五、试验结果

经过近一个多月的工艺试验和检测跟踪，由高频感应加热机处理的缆芯护套后无渗水性能发生，无模芯堆积覆膜情况发生，无护套出包现象产生。同时对护套与钢带之间的剥离强度进行了抽样检测，具体结果见表2;钢带搭接之间的剥离强度进行了抽样检测，具体结果见表3。经高频感应加热机生产的光缆做了光缆全性能试验并且全部检测合格，这里就不一一列举试验结果。

六、结论

相信通过我的介绍，您已经对高频感应加热机以及工作原理有了更多的了解。通过两种不同方式方法的比较，充分说明了高频加热机在光缆制造中的应用优势，相信在不久的将来会得到更广泛的应用。

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