Склеювання дерев’яних заготовок та деталей
При з'єднанні заготовок і деталей з деревини найчастіше зустрічаються такі види склеювання: по товщині і ширині, нестандартних плит, приклеювання розкладок, склеювання з одночасним гну єм, склеювання шипових з'єднань, облицьовування шпоном, приклеювання декоративних і конструкційних деталей із застосуванням механічного кріплення матеріалів - облицьовування плівками, пластиками, приклеювання пластмас, тканин, металів.
Технологічний процес склеювання складається з наступних операцій: підготовка матеріалів, що склеюються, нанесення клею, витримка до пресування, пресування і витримка під тиском, витримка після склеювання.
При склеюванні необхідно знати правила підбору ділянок (дощок) за річними шарами. Неправильно підібрані по річних шарах дошки можуть нерівномірно набухати, піддаватися усиханні і жолобитися.
Для міцного склеювання потрібно таке:
випиляти серцевину дощок;
два бруски або дошки розташовувати так, щоб їхня заболонна частина виявилася всередині;
річні шари у поруч дощок, що лежать, повинні бути спрямовані в різні сторони або знаходитися під кутом одні до інших, а кромки, що з'єднуються, по можливості бути з однієї частини стовбура (одноіменними), тобто обидві заболонними або ядровими;
щити виготовляти із ділянок шириною не більше 100мм;
вологість деревини для меблів має бути 8-10%;
перед склеюванням щитів кромки ділянок необхідно добре відфугувати і не допускати на них пилу, бруду та жирних плям; після вирівнювання заготовки, що склеюються по ширині підбирають і укладають на стискні бруски таким чином, щоб кромки щільно прилягали одна до іншої. Підібрані заготовки позначають, наносячи олівцем дві лінії, що сходяться («галочку»).
Склеювання заготовок по ширині і товщині за допомогою найпростіших стисків: 1 — лінії, що сходяться, 2— бруски, 3— клини, 4— упор, 5— заготовки
У побутових умовах заготовки склеюють у гвинтових, пневматичних та клинових пристосуваннях (цвінгах). При склеюванні та ремонті столярних виробів за шириною та товщиною заготовок широко застосовуються різні найпростіші стиски.
При склеюванні в клинових цвингах заготовки укладають на дві або три цвинги і підбивання клинів проводять пресування. Для кріплення застосовують парні клини з ухилом 1:10.
Приклеювання розкладок, як правило, робиться на кромках плит або рамок на «вус» або впритул. Для торцювання розкладки під кутом 90° і на «вус» ручними пилками та стругання «вуса» застосовуються стусла.
Пристосування для склеювання: а - струбцина дерев'яна, б - струбцина металева з пересувним гвинтом, в - стиск з переставною колодкою і гвинтом, г - струбцина металева з постійним внутрішнім розміром, д - струбцина важільна ексцентрикова, е - окантувальна гвинтова для кутів і кромок, з - дерев'яна та металева хомутові струбцини
Для склеювання застосовують синтетичні клеї та клеї тваринного походження (кістковий, мездровий, казеїновий). Синтетичні клеї забезпечують більш високу механічну міцність з'єднання, водостійкість, біологічну стійкість, але через токсичність та хімічну дію вимагають відповідних безпечних умов роботи, які часто неможливо створити в невиробничих умовах. Тому в побутових умовах столяр-аматор частіше застосовує кістковий, мездровий, казеїновий клей. Добре зарекомендували себе синтетичні полівінілацетатні клеї (дисперсії). Дисперсія ПВА є в'язкою рідиною білого кольору. Вона має високуадгезією до різних матеріалів, зручна у використанні та практично нешкідлива. Дисперсії застосовують для склеювання виробів, що не піддаються в процесі експлуатації дії високих температур (60-70 ° С) та підвищеної вологості.
Міцність склеювання багато в чому залежить від площі склеювання. Торці між собою чи торці з кромкою чи пластью склеюються дуже слабко. Температура деревини, що склеюється, повинна бути в межах 15—25°С. Вологість деревини вважається найкращою в межах 8-12%, гранично допустима - 18%.
Підготовлену до склеювання деревину довго зберігати не рекомендується, оскільки пори забиваються пилом, деталі формозмінюються (коробляться, усихають), тому часто доводиться фугувати або підганяти вдруге.
Для нанесення кісткового та мездрового клеїв найбільш зручні луб'яні кисті, які виготовляються з кори липи. Кінець, на якому розщеплюватимуться волокна, розмочують у гарячій воді, а потім за допомогою киянки розбивають волокна на тонкі нитки. Таким чином виходить пензель. Для нанесення казеїнових та синтетичних клеїв краще використовувати кисті зі щетини.
Клей доцільно наносити рівномірно на обидві поверхні, що склеюються. Одностороннє нанесення не забезпечує рівномірного змочування клеєм обох поверхонь, і тому в склеєній деревині виникають нерівномірні напруги, що знижують міцність склеювання.
Рясне нанесення клею надмірно зволожує деревину по шву, збільшує без користі витрата клею і витрачається додатковий час та сила на видалення зайвого клею при запресуванні
Перед тим як піддавати склеювані поверхні стиску, їх потрібно витримати з нанесеним клеєм, так як витримка має велике значення для якості склеювання. Під час відкритої витримки деревина просочується клеєм та відбуваєтьсяшвидке випаровування вологи з розчину. Завдяки цьому деревина менше зволожується та одночасно зростає концентрація клейового розчину. Закрита витримка сприяє кращому просочуванню деревини клеєм та віддаляє початок його захолодження.
Запресовування повинне проводитися по можливості ближче до моменту застуднення клею, але в жодному разі не в самий момент застуднення або після застуднення. У холодних приміщеннях і при густому клеї запресовувати потрібно негайно, а якщо потрібно продовжити витримку, підігріти деревину. При рідкому клейовому розчині та високій температурі клею та приміщення необхідна витримка, так як поспішне запресування призведе до зайвого видавлювання клею, як кажуть, вийде голодна склеювання і міцність зменшиться.
При складанні деталей витримка виходить через необхідність, оскільки від нанесення клею перші деталі до останньої минає час.
Пристосування для склеювання рамок: а - за допомогою клинів, б - шпагату та інших матеріалів
Оптимальною температурою повітря при склеюванні вважається 20-30 ° С. При нижчій температурі потрібне нагрівання деревини, але при цьому не слід нагрівати деревину вище 45 ° С, так як на перегрітій деревині шарі клею виходять сухі плями.
Не можна допускати, щоб нанесений шар клею обдувався холодним повітрям (протягом), оскільки це викликає швидке застигання (застуднівання) верхнього шару клею, що перешкоджає міцному склеюванню. Неприпустима запиленість ділянки, де відбувається склеювання. Пил осідає в пори деревини і ускладнює просочування її клеєм.
При склеюванні кістковими клеями тиск рекомендується підтримувати від 0,1 до 0,4 МПа, при склеюванні мездровим клеєм тиск може бути від 0,1 до 1,2 МПа. Величинатиск багато в чому залежить від густоти клею. Тиск більше 1,2 МПа не рекомендується, тому що веде до усадки деревини та потребує складного обладнання.
Тривалість запресування залежить від виду та якості клею та умов склеювання. Для шипових з'єднань при з'єднанні на гладку фугу тривалість запресування рекомендується не менше двох годин.
Після розпресування деталі витримують до обробки близько двох діб. Це дає можливість деталям набути певної форми, випаруватися всій волозі, затвердіти клею.
Казеїновий клей при склеюванні наносять на обидві поверхні та витримка до запресування для відкритих поверхонь допускається до 6 хв, для закритих – до 20 хв. Температура клею 20-25 ° С. Величина тиску – від 0,5 до 1,2 МПа. Витримка під пресом – від 2 до 8 год, витримка після розпресування – від 12 до 24 год, залежно від величини деталей.
До якості підготовки та до вологості деревини пред'являються такі ж вимоги, що і при склеюванні клеями глютиновими При необхідності казеїновим клеєм можна склеювати деревину підвищеної вологості.
На деревині, багатій на дубильні речовини (дуб, каштан, червоне дерево), від клею залишаються сині або темні плями.
Казеїновий клей перевершує мездровий водостійкістю, міцністю склеювання, простотою приготування. Він маловимогливий до температурних умов та режиму склеювання. Ці переваги забезпечили казеїновому клею широке застосування в столярних роботах, але в даний час казеїнові клеї на виробництві витіснені синтетичними високоякісними клеями.
Причини шлюбу при склеюванні:
погана підготовка склеюваних поверхонь, пошкодження та формозмінюваність та забруднення їх; неправильне приготування клею; надмірне, недостатнє чи нерівномірненанесення клею; застосування тиску, що не відповідає густоті клею та будові деревини;
знижена температура клею чи навколишнього повітря;
недотримання термінів відкритої та закритої витримки в затиску (запресуванні) та після запресування;
неправильне використання обладнання та пристроїв для запресування, недостатня чистота приміщення та недбалість у роботі.
Глютинові клеї під час роботи потрібно тримати в клеянках, що обігріваються, з подвійними стінками, казеїновий клей у порцеляновому посуді або дерев'яній тарі. Смоляні клеї тримають в емальованому посуді, краще у прохолодному місці.
Після роботи клеянки, клейовий посуд та кисті треба мити гарячою водою без мила. Для видалення залишків смоляного клею посуд нагрівають до 80°С, і клей, що засох, від постукування по стінках злітає. Кисті з глютиновими та казеїновими клеями відмивають у гарячій воді.
Смоляні клеї відмивають спочатку у розчиннику, а потім водою.