СОЕДИНЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ГВОЗДЯХ

Изделия, к которым не предъявляются высокие технические и эстетические требования, собирают на гвоздях. Сборка на гвоздях выполняется быстрее, чем другие виды соединений.

В зависимости от назначения различают гвозди: общестроительные, тарные, обойные, кровельные, толевые, отделочные и др.

Форма поперечного сечения гвоздей может быть круглой, треугольной и квадратной. Более прочное соединение дают гвозди с треугольным и квадратным сечением, но их производство сложнее, поэтому гвозди в основном изготавливают из светлой низкоуглеродистой стальной проволоки холодным штампованием.

Гвозди могут иметь плоскую, коническую, полукруглую и фасонную головки.

Длину и диаметр гвоздей выбирают в зависимости от толщины соединяемых деталей: длина - не менее тройной толщины пробиваемой детали, а диаметр - не более 1/10 толщины соединяемых деталей.

При соединении деталей гвоздями следует выполнять определённые правила. Расположение осей гвоздей при соединении элементов пластями и кромками должно исключать раскалывания древесины или появления трещин.

Оси гвоздей располагают так, чтобы: расстояние от торца детали до оси гвоздя было не менее 15d (d - диаметр гвоздя); между осями гвоздей вдоль волокон не менее 5d, поперёк волокон - не менее 4d.

При соединении деталей из древесины хвойных и мягких лиственных пород, гвозди диаметром до 6 мм забивают без предварительного просверливания гнёзд. Гвозди диаметром более 3,5 мм в детали из лиственницы, твёрдых лиственных пород и берёзы следует забивать в предварительно просверленные гнёзда, диаметром равным примерно 0,7 диаметра гвоздя, на глубину не менее половины его длины.

Расположение и количество гвоздей в соединении должны обеспечить наибольшую эффективность скрепления. Так, в угловом концевом соединении минимум три гвоздя, в угловом срединном минимум два гвоздя, при соединении пластями или кромками оси гвоздей располагают в шахматном порядке с небольшим наклоном, гвозди вбитые в торец забивают так, чтобы они пересекали годичные слои.

Заострение гвоздей имеет ромбическую форму, при забивании ромб располагают поперёк волокон.

Сквозное соединение более прочное, при этом гвозди загибают с обратной стороны в виде скобки, вдоль волокон. Для того чтобы скрыть головку гвоздя, её расплющивают и забивают вдоль волокон. Иногда используют тонкие гвозди без головок в виде шпильки. Гвоздь забивают на 2/3 его длины, откусывают кусачками головку и забивают шпильку до конца.

СОЕДИНЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ШУРУПАХ

Шурупы обеспечивают более прочные и плотные соединения по сравнению с гвоздями. Шурупы применяют для соединения деревянных деталей и для крепления фурнитурных изделий (петли, ручки, замки и т.п.).

Шуруп представляет собой стержень с винтовой нарезкой и заборным конусом для лучшего ввинчивания в древесину. В головке шурупа сделана прорезь (шлиц) в виде прямого или крестообразного углубления под отвёртку. Шурупы выпускают с потайной, полупотайной, полукруглой и шестигранной головкой.


Выпускают шурупы, в основном, длиной от 6 до 120 мм; диаметром от 1,5 до 10 мм; диаметр головки примерно в два раза больше диаметра шурупа; резьба нарезается по всей длине стержня или частично; внутренний диаметр резьбы 0,7 диаметра шурупа.

Прочность соединения шурупами зависит от плотности и влажности древесины, направления волокон, размеров, количества и расположения шурупов. Требования к расположению шурупов такие же, как и у гвоздей.

В мягкую древесину шурупы небольшого диаметра ввинчивают отвёртками, предварительно наколов центр шилом. При ввинчивании больших шурупов в древесину твёрдых пород предварительно высверливают отверстие диаметром, равным примерно 0,7 диаметра шурупа. Категорически запрещается забивать шурупы.

СОЕДИНЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ ДЕТАЛЕЙ НА НАГЕЛЯХ

Нагели применяют, в основном, как дополнительное крепление. Существуют нагели квадратного, шестигранного и круглого сечения. Передний конец нагелей должен быть обработан на усечённый конус (снята фаска). Диаметр нагеля принимают равным 3-12 мм, а длину - на 5-10 мм больше требуемой. Материалом для нагеля служит только прямослойная древесина. Для соединения деталей из мягкой древесины нагели изготавливают из более твёрдой древесины, и, наоборот, для крепления деталей из твёрдых пород древесины используют нагели из более мягких пород, но одинаковой влажности.

Прочность соединения зависит от твёрдости и влажности древесины соединяемых деталей и нагелей, их диаметра, длины, количества и размещения. Важно правильно разместить нагеля. Для повышения жёсткости конструкции применяют не менее двух нагелей, размещая их по диагонали.

Последовательность выполнения соединения нагелями: просверливают отверстия под нагели сразу во всех соединяемых деталях, предварительно их, скрепив; изготавливают нагели; обильно покрывают нагели и стенки отверстий клеем; нагели забивают в отверстия; выступающие части нагелей срезают стамеской или пилочкой.

СКЛЕИВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ

Склеивание - соединение древесины и древесных материалов с помощью клеев.

Клей - вещество, обладающее свойством при нанесении его на соединяемые поверхности, при определённых условиях, образовывать прочный слой, скрепляющий эти поверхности.

Клеи состоят из основного клеевого вещества, растворителя (вода, спирт, водные растворы щелочей, органические растворители) и вспомогательных веществ: клееобразователи (жидкое стекло, едкий натр, известь, аммиак), наполнители (древесная мука, гипс), катализаторы (кислоты, щёлочи), отвердители, стабилизаторы (ацетон, этиловый спирт, органические растворители), дубители, антисептики, пластификаторы, вспенивающие вещества.

Основные свойства клеев.


1. Клеящая способность - прочность клеевого шва на скол.
   
   
2. Вязкость - зависит от концентрации клеевого раствора (определяется вискозиметрами).
   
   
3. Грибостойкость - это способность клея сопротивляться загниванию от грибков и других микроорганизмов.
   
   
4. Водостойкость - это способность клея сохранять прочность клеевого шва под действием воды и влажного воздуха.
   
   
5. Схватываемость - это скорость затвердевание клея.
   
   
6. Жизнеспособность клея - это время, в течение которого приготовленный раствор пригоден для использования.
   
   Различают клей животного происхождения, растительного происхождения и синтетические.
   
   
1. Клеи животного происхождения. Они разделяются на: глютиновые, казеиновые и альбуминовые.
   
   1.1. Глютиновые (коллагеновые) делятся на:
   1.1.1. мездровый, получают из подкожного слоя шкур животных;
   1.1.2. костный, получают из костей животных, рогов, копыт;
   1.1.3. рыбный, получают из костей и отходов переработки рыбы.
   
   Глютиновые клеи неводостойки, поэтому их применяют для склеивания изделий эксплуатируемых в сухих помещениях. Выпускаются в виде плиток (светло-жёлтого или светло-коричневого цвета) или в виде дробленого материала (в гранулах). Клеящие свойства определяются свойством животного белка - коллагена.
   
   Приготовление раствора мездрового клея: клей измельчают и заливают холодной водой для замачивания (6-12 ч.). Затем набухший клей перекладывают в клееварку, нагревают до 70-80?С и периодически перемешивают. Клей, при этом, переходит в раствор. Рабочая температура раствора порядка 40-60? С, жизнеспособность 40-50 часов. Признаки пониженного качества клея: гнилостный запах набухшего клея, загрязнение воды, образование большого количества пены при разогревании.
   
   1.2. Казеиновые клеи получают путём воздействия гашёной извести на молочный белок - казеин (обезжиренный сушёный творог). Соединение на этом клею обладает более высокой прочностью и повышенной водостойкостью.
   
   В столярном производстве казеиновый клей приготовляют только из порошка, который содержит все составляющие компоненты, кроме воды.
   
   При приготовлении клеевого состава клей в порошке постепенно высыпают в воду (14-20°С) при постоянном перемешивании. Размешивание продолжают до получения однородной сметанообразной тягучей массы серовато-белого или слегка фиолетового цвета с запахом керосина Жизнеспособность от 4 до 7 часов. Готовый клеевой раствор стекает с деревянной лопатки непрерывной тонкой струйкой.
   
   1.3. Альбуминовые клеи получают из крови животных. Затвердевают они при высокой температуре, поэтому их применяют при производстве фанеры в специальных прессах при высокой температуре и давлении.
   
   
2. Клеи растительного происхождения. Изготавливают на основе жмыхов и шротов масляничтых и бобовых растений, природных смол, натурального каучука, крахмала, декстрина. Они применяются сравнительно редко, в основном, при производстве фанеры.
   
   
3. Синтетические клеи. Изготовляют на основе синтетических смол, которые получают из простых веществ в результате сложных химических процессов. Преимущества: абсолютная грибостойкость, высокая водостойкость, большая прочность клеевого соединения. Недостатки: повышенная вредность (токсичность), пониженная жизнеспособность, высокая твёрдость клеевого шва, огнеопасность.
   
   Хорошо зарекомендовали себя синтетические клеи поливинилацетатные эмульсии (сокращённо эмульсии ПВА). Клей представляет собой молочно-белую сметанообразную массу. Используется для склеивания изделий, не подвергающихся в процессе эксплуатации действию высоких температур (60-70° С) и повышенной влажности.
   
   ПРОЦЕСС СКЛЕИВАНИЯ

Технологический процесс склеивания состоит из следующих операций:

1. Подготовка поверхностей древесины.
   
2. Подготовка клеевого раствора.
   
3. Нанесение клеевого раствора на склеиваемые поверхности.
   
4. Выдержка до прессования.
   
5. Прессование и выдержка под давлением.
   
6. Выдержка после склеивания.

Прочность соединения зависит от качества приготовления клеевого раствора, подготовки поверхностей и режимов склеивания.

Режимы склеивания

Совокупность правил, которые определяют, как и при каких условиях осуществляется процесс склеивания, называется режимом склеивания.

1. Температура склеиваемой древесины должна быть в пределах 15-25° С, оптимальная температура воздуха в помещении - 20-30° С.
2. Влажность древесины порядка 6-15%, а фанеры и шпона - до 5-9%, относительная влажность в помещении не выше 65%.
3. Сила нажатия должна обеспечить оптимальную толщину клеевого шва.
4. Толщина клеевого шва, наибольшая прочность соединения достигается при толщине шва 0,08 - 0,15 мм.

В начале склеиваемые поверхности строгают рубанком, а затем прифуговывают друг к другу фуганком. С поверхности убирают древесную пыль, засмолки, масленные пятна. Клей наносят на обе склеиваемые поверхности обычными кистями, равномерно намазывая клей по всей поверхности. Перед сжатием склеиваемые поверхности выдерживают для пропитывания древесины клеем и испарения влаги из раствора.

Величина давления во многом зависит от густоты клея. Продолжительность запрессовки зависит от вида и качества клея и условий склеивания. При склеивании используют разнообразные приспособления: прессы, струбцины, зажимы, тиски и пр. Заготовки должны находиться под давлением до полного затвердения клеевого шва. После снятия нагрузки изделие выдерживают некоторое время (до 3-х суток).

ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ ПРИ СБОРКЕ ИЗДЕЛИЙ НА ГВОЗДЯХ, ШУРУПАХ, НАГЕЛЯХ И НА КЛЕЮ


1. При забивании гвоздей есть опасность удара молотком по пальцам, поэтому мелкие гвозди предварительно центрируют в отверстиях, наколотых шилом.
   
   
2. Вначале гвозди забивают лёгкими кистевыми ударами и только после их углубления в древесину наносят плечевые удары.
   
   
3. Работать можно молотком с хорошо насаженной ручкой, его бойковая часть не должна быть расклёпана
   
   
4. Мелкие шурупы надо предварительно центрировать в отверстиях, наколотых шилом.
   
   
5. Отвёртку вращать плавно без рывков.
   
   
6. Работать следует только исправными инструментами.
   
   
7. При ввинчивании больших шурупов в древесину, особенно твёрдых пород, сначала высверливают отверстия.
   
   
8. Шурупы перед ввинчиванием смазывают жиром или мылом.
   
   
9. Нельзя использовать шурупы с неровными, рваными шлицами и тупым концом.
   
   
10. Процесс приготовления клея и склеивания лучше выполнять в отдельном помещении.
    
    
11. В случае применения синтетического клея помещение должно быть оборудовано приточновытяжной вентиляцией.
    
    
12. В помещении запрещается пользоваться открытым огнём.
    
    
13. Коллагеновые клеи нужно варить в специальных клееварках на электроплитах с закрытой спиралью.
    
    
14. На полу, стеллажах, верстаках не должно остаться следов клея - их нужно сразу же стирать влажной тряпкой.
    
    
15. Клееварки и остальная посуда для клея должна иметь устойчивые основания, предохраняющие посуду от опрокидывания.
    
    
16. Не допускается попадания клея на открытые части рук и лица.
    
    
17. Клееварка, посуда и кисти после использования должны быть чисто вымыты.
    
    
18. Плитки и порошок клея хранят в сухом помещении при нормальной температуре воздуха.