[发明专利]超低水峰光纤预制棒制造中高纯玻璃管与金属管的连接方法

说明书

技术领域

本发明超低水峰光纤预制棒制造中高纯玻璃管与金属管的连接方法涉及的是光纤预制棒制造领域，通过采用氧化浸润法实现烧结系统中所有玻璃管与金属管之间的无缝封接，取代用软管（如：特氟龙管）连接金属管和玻璃管连接的方法，减少烧结系统中可以附着水分的面积，从而降低烧结芯棒中水分的含量，达到低水峰光纤预制棒生产要求。

背景技术

轴向气相沉积法（VAD）和外部气相沉积法(OVD)是制备低水峰光纤预制棒常用的两种工艺。这两种低水峰光纤预制棒的制造方法均涉及到烧结工序，使粉末疏松体在高温下融缩为透明玻璃体，该工序决定了生产预制棒是否符合低水峰预制棒要求。

烧结工序分为脱羟和玻璃化两步先后进行，在脱羟过程中通入Cl₂除去粉末棒中含有的水分和羟基，玻璃化过程为保证烧结后玻璃棒的透明度只通入氦气，He在通入设备内时经过纯化，以降低其中的水分含量。

脱羟和玻璃化过程都在1000℃以上，为保证光纤的衰减要求，在生产过程中既不能引入水分同时也不能引入金属杂质，所以烧结炉除炉体是金属外，其内部结构为石墨和石英，尤其是芯棒烧结反应的腔体采用的是高纯度的石英玻璃。

烧结过程中所用到的气体通过金属管道输送到石英炉芯管前端，然后通过软管连接金属管道和石英炉芯管。因为软管有相对金属和玻璃大的比表面积，软管的长度影响了烧结后芯棒拉丝的水峰，尤其是在其他条件不存在影响的时候，特氟龙软管的长度更是起到决定性的作用。

中国发明专利200410041908.3和200610008534.4里描述了一种疏松体光纤预制棒的烧结装置，其所使用的烧结管底部有一个导气口，但对导气口的形状设计及与外部气体管道的连接方式没有描述，现在厂家基本都采用便捷的软管过渡连接金属管和玻璃管的方法，这给烧结系统埋下了较易引进了水分的隐患，不能保证生产出超低水峰的光纤预制棒。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处，提供一种超低水峰光纤预制棒制造中高纯玻璃管与金属管的连接方法，采用氧化浸润法，实现玻璃和金属的高密封性封接，取代整个烧结系统中用软管过渡连接金属管道和玻璃管道的方式，能保证生产出超低水峰的光纤预制棒。

超低水峰光纤预制棒制造中高纯玻璃管与金属管的连接方法是采取以下技术方案实现：

超低水峰光纤预制棒制造中高纯玻璃管与金属管的连接方法步骤如下：

1、通过氢氧火焰加热将玻璃炉芯管下方进气口连接玻璃管弯折成直角玻璃管，便于与金属管道连接，弯管改造分为三个过程预热加工及抛光，首先以150～200 L /min H₂加上70～90 L /min O₂的氢氧火焰给进气口连接玻璃管预热8～10 min，当进气口连接玻璃管表面发白之后用拨火管将进气口连接玻璃管弯折90°，弯折完成后将H₂调为50～80 L /min，O₂调为20～30 L /min沿着进气口连接玻璃管末端的方向单向抛光5～8min，然后关闭火焰进行冷却，即弯折成直角玻璃管。

2、        应力及弯管表面状态检查

将弯折后的直角玻璃管在应力仪下进行检查，确认加工后没有残存的应力，同时直角玻璃管表面无微裂纹存在；

3、为避免在焊接过程中金属管道表面的杂质渗入焊接处，需对金属管道内外表面进行电化学抛光，首先用20～30ml的双氧水加上15～20ml的氢氟酸HF配上20～30ml的水，配成抛光溶液，将待抛光的直角玻璃管放入抛光液中抛光10min之后将直角玻璃管取出吹干，检查表面状况，表面无平整无变形即可使用。

4、将清洗、表面预处理后的金属管道套装在清洗弯折成直角玻璃管的进气口连接管端部；

5、采用气焊机焊枪，通过焊机高温下实现金属管与直角玻璃管的封接，气焊机焊枪焊接温度为1350～1400℃。

6、对于焊接后的金属玻璃连接接头需要进行检测和润洗以保证管道的密封性和内部的清洁，避免在预制棒生产过程中引入杂质造成衰减增加。密封后采取漏率检测的方法检查焊缝的密封性，因为焊接后需要通入氯气Cl₂润洗，在通入Cl₂时检测接头处有无Cl₂渗漏加以判断，无Cl₂渗漏焊接合格。

所述的玻璃炉芯管和进气口连接玻璃管选用高纯玻璃管。

金属与玻璃的连接要求有相近的膨胀系数，金属表面经过相应的处理，玻璃与金属表面有良好的润湿效果。