ПРАВИЛА СКЛЕИВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

ПРАВИЛА СКЛЕИВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
Прочность склеивания древесины зависит от степени внедрения клея в
поры поверхности, т.е. чем больше открытых пор или чем меньше плотность
склеиваемой древесины, тем прочнее будет склеивание. Клеевой раствор,
смачивающий древесину, проникает во внутренние полости клеток и под
действием нагревания, охлаждения, химической реакции и др. причин
затвердевает в этих полостях, образуя клеевой мост между склеиваемыми
поверхностями.
Для получения сплошной пленки клея оптимальной толщины и лучшего
проникновения клея в древесину склеиваемые детали необходимо подвергать
внешнему давлению. Под действием внешнего давления и влагоемкости
древесины клей устремляется в открытые полости клеток и поры древесины.
Нет необходимости, чтобы клей проникал на большую глубину. Достаточно
прочное клеевое соединение получается при равномерном распределении клея в
порах и волокнах древесины вблизи клеевой пленки. При склеивании строганых
поверхностей древесины наиболее прочное клеевое соединение получается при
толщине клеевого шва в среднем 0,1 – 0,15 мм. При более толстом клеевом
шве происходит значительная усадка слоя клея, что вызывает упругие
напряжения. В тонкой же клеевой пленке эти напряжения незначительны.
Следовательно, чем толще клеевая пленка, тем больше будет ослаблено
клеевое соединение. Для увеличения прочности клеевого шва следует
стремиться к наименьшей толщине пленки, т.е. 0,1 – 0,15 мм.
Весьма важным свойством клея является его вязкость. Она прямо
пропорциональна концентрации раствора и обратно пропорциональна его
температуре. Вязкость клея определяется вискозиметром Энглера. Вязкость
в градусах Энглера есть отношение продолжительности истечения 200 мл
клея температурой окружающей среды к продолжительности истечения 200
мл. воды той же температуры. Продолжительность истечения 200 мл. воды с
t= 200,выраженна секундах называется водным числом, которое равно 50 – 52
сек.
Вязкость клея в градусах Энглера может быть определена по формуле
0Э =Т клея
Т200воды
где Тклея – продолжительность истечения 200 мл. клея при комнатной t0, сек.
Т200воды - продолжительность истечения воды при t= 200, сек. или водное
число, равное 50 1 сек.
От вязкости зависит температура и продолжительность загустевания
клея, а также величина давления при прессовании. Чем выше вязкость, тем
выше температура, тем меньше продолжительность загустевания клея и
тем большим должно быть давление.
При склеивании древесины клеями на основе ПВА температура в
помещении должна быть 160 – 300. Если склеивание производится при более
низкой (но не ниже + 120С), то необходимо значительно увеличивать время
выдержки в запрессованном и свободном состояниях. Влажность воздуха в
цехах должна поддерживаться в пределах 50 – 65%, в зависимости от
температуры воздуха. Соотношение температуры и влажности воздуха
должно быть таким, чтобы обеспечивалась необходимая равновесная
влажность древесины.
Содержание влаги в древесине сильно влияет на качество клеевого
соединения. Склеенная деталь должна иметь влажность, соответствующую
равновесной влажности древесины в условиях эксплуатации. При нарушении
этого условия деталь будет или усыхать или разбухать.
1
Вследствие деформации древесины в местах склеивания возникают
значительные напряжения, которые могут разрушать клеевые соединения.
Повышение влажности склеенной детали в процессе эксплуатации, а
следовательно разбухание древесины, не так опасно для клеевого соединения
как усушка древесины, вызываемая понижением ее влажности. Поэтому перед
склеиванием древесина должна быть достаточно сухой.
Опытом установлено, что влажность древесины в зависимости от
назначения клееной заготовки, должна быть в пределах 6-15%.
Склеиваемые поверхности должны обеспечивать плотное прилегание
при соединении деталей, возможность создания равномерного по толщине
клеевого слоя. Поэтому склеиваемые поверхности должны быть простроганы
и иметь длину волны не более 3,0 – 3,5 мм при глубине 0,02 мм. Такую
поверхность можно получить при строгании на хорошо налаженном
фуговальном и реймусовом станках, ножевой вал которых делает 5000 – 6000
об\мин. при скорости подачи 8 – 10 м\мин. При этом особое внимание должно
быть обращено на правильную установку и заточку лезвий строгальных ножей.
Во избежания загрязнения и коробления материала строгание
поверхности под склеивание необходимо производить непосредственно перед
склеиванием. Перед нанесением клея с поверхности древесины удаляется пыль.
Для склеивания древесины применяют клей определенной вязкости,
которая определяется опытным путем.
Можно применять клей с большей вязкостью, но в этом случае
затрудняется его нанесение на поверхность и прессование склеиваемых
деталей нужно производить при более высоких удельных давлениях. При
применении клеев с повышенной вязкостью получается так называемая жирная
склейка, что также снижает прочность клеевого соединения. При этом могут
получиться местные непроклеи вследствие преждевременного загустевания
клея до прессования.
Применение клеев с пониженной вязкостью обычно ведет к образованию
голодного склеивания и низкой прочности.
Склеивание бывает односторонним – клей наносится на одну из
склеиваемых поверхностей и двусторонним – клей наносится на обе
склеиваемые поверхности.
Двустороннее нанесение клея необходимо там, где клеевой раствор
легко впитывается поверхностями: при склеивании торцовых, полуторцовых и
усовых соединений. На торцовую поверхность рекомендуется наносить клей
дважды, после первого раза дать выдержку и нанести клей второй раз.
Детали из древесины липы, осины, тополя рекомендуется, независимо
от ширины склеивания и направления волокон, склеивать с двусторонним
нанесением клея ввиду большой поглощаемости этими породами клеевого
раствора.
Одностороннее нанесение клея применяется при склеивании деталей
вдоль волокон древесины хвойных пород и широких поверхностей (более 60 мм)
твердых лиственных пород.
Склеиваемые детали после нанесения клея и необходимой выдержки (или
без нее) подвергаются прессованию при давлении, величина которого зависит
от породы древесины, применяемого клея и вязкости его, ширины склеиваемых
поверхностей и точности их подгонки, температуры древесины и др.
факторов. Для узких деталей рекомендуется давление меньшее, чем для
широких. Для твердых лиственных пород – более высокое давление, чем для
мягких лиственных и хвойных. При употреблении жидких клеев давление не
должно быть большим, т.к. можно выдавить весь клей и получить голодное
склеивание. При густых клеях давление должно быть более значительным,
иначе получится жирное склеивание.
2
Давление при прессовании следует распределять равномерно по всей
склеиваемой поверхности, т.к. это необходимо для получения однородного по
толщине клеевого шва по всей склеиваемой поверхности. Из-за
неравномерности распределения давления в отдельных местах могут
получаться утолщенные клеевые швы или местное непроклеивание, что
значительно снижает прочность клеевого соединения.
Равномерность давления зависит, главным образом, от качества
подгонки склеиваемых поверхностей и метода прессования.
При прессовании струбцинами и винтовыми прессами во избежание порчи
деталей необходимо применять жесткие прокладки.
Продолжительность выдержки склеиваемых деталей под прессом
зависит от применяемого клея, склеиваемого материала, температуры у
мест склеивания.
При повышенной температуре в помещении скорость отверждения клея
увеличивается. При склеивании древесины мягких и хвойных пород клей
отверждевается быстрее, чем при склеивании древесины твердых пород, т.к.
влага клея клеевого раствора быстрее поглощается.
Склеенные детали после распрессовки выдерживаются до механической
обработки в цехе при температуре не ниже + 16 0С влажности воздуха 55 –
65%. За время выдержки увеличивается прочность клеевого шва, равномерно
распределяется влага, внесенная клеем, и уравновешиваются внутренние
напряжения в древесине, возникшие в результате склеивания.
Продолжительность выдержки под давлением и свободной выдержки
зависит от применяемого клея, склеиваемого материала, количества фуг,
температуры в цехе и характера последующей обработки.
Склеенные детали из твердых лиственных пород, требуют большей
выдержки, чем детали из хвойных и мягких лиственных пород, т.к. в твердой
древесине поглощение влаги клеевого раствора и распределение ее по сечению
происходит более медленно. Чем больше фуг, тем больше должна быть
свободная выдержка. С повышением температуры в цехе свободная выдержка
резко сокращается. Склеенные детали, подвергающиеся станочной обработке
,выдерживаются 12 часов (хвойные и мягкие лиственные) и 24 часа (твердые
лиственные породы). При недостаточной свободной выдержке склеенных
деталей, если и не будет трещин, то после чистовой строжки образуются
впадины по фугам, что снижает качество строганной поверхности.
Метод прессования склеиваемых деталей в значительной мере
определяет качество клеенного изделия, прессование можно производить
грузом, нажатием пружин, гвоздями, резиновыми тросами, клиньями,
эксцентриками, рычажными приспособлениями, винтовыми, гидравлическими и
пневматическими прессами, а также путем создания вакуума.
Наиболее совершенные в условиях мелкосерийного производства
следующие методы склеивания: в гидравлических, пневматических и винтовых
прессах и винтовых ваймах.
При склеивании щитов важное значение имеет подбор заготовок перед
склеиванием. Ширина заготовок должна быть не более 60 –80 мм, при большей
ширине заготовок щит может сильно коробиться, т.к. широкая заготовка
коробится больше, чем узкая.
Величина коробления щита сильно зависит также от направления
годовых слоев каждой заготовки. При склеивании щита из заготовок
тангенциальной распиловки с расположением годовых слоев в одном
направлении щит сильно коробится. При склеивании заготовок с
расположением годовых слоев попеременно в разных направлениях щит мало
коробится и имеет высокую прочность. Если годовые слои заготовок
перпендикулярны плоскости щита, то он коробится еще меньше.
3
Наиболее правильное расположение заготовок (делянок) в щите такое,
когда соединяются одноименные кромки (заболонь к заболони, сердцевина к
сердцевине) при взаимно противоположном расположении пластей (т.е. первая
заготовка расположена сердцевинной стороной вниз, вторая – заболонной
стороной, третья – опять сердцевинной стороной вниз и т.д.). В этом случае
прочность щита высокая при небольшом его короблении.
Термины, встречающиеся при выполнении работ
по склейке древесины:
Делянки
– заготовки из которых набирается склеиваемый щит;
Сплачивание – склеивание по толщине (пластями)
склеивание по ширине (кромками);
Сращивание – склеивание по длине (торцами).
Исп. Политанский В.М.
4