Склеивание древесины и древесных материалов

Категория:
Технология деревообрабатывающего производства


Склеивание древесины и древесных материалов

Общие понятия. Соединение древесины и древесных материалов с помощью клеев и клеевых пленок, называемое склеиванием,— основной вид соединений в деревообрабатывающих производствах. Склеивание применяют для получения деталей больших размеров из брусков массивной древесины, для скрепления шиповых соединений, изготовления столярных плит и мебельных щитов, для облицовывания деталей и щитов.

Массивную древесину склеивают по длине, ширине и толщине. Торцы склеиваемых заготовок имеют скосы или шипы, а кромки могут быть обработаны на гладкую фугу, иметь шпунт или гребень, соединяться на вставную рейку.

При склеивании древесных (плитных и листовых) материалов возможны различные варианты сочетаний материалов в склеиваемом блоке. Склеивают между собой одинаковые листовые материалы одной толщины (древесноволокнистая плита, фанера, шпон); различные листовые материалы разной толщины (древесноволокнистая плита и шпон, фанера и шпон и т. д.); листовые и плитные материалы (древесностружечная плита и шпон; столярная плита и шпон; древесностружечная плита и бумажнослоистый пластик ит. д.).

Перед склеиванием заготовки и материалы должны быть обработаны и подготовлены в соответствии с чертежами, техническими требованиями и технологическими режимами. На склеиваемых поверхностях не должно быть масляных пятен, других загрязнений, стружки, пыли. Влажность древесины должна быть 8±2%. Покоробленность заготовок не должна быть более 2 мм на 1 м длины. Подготовленные к склеиванию заготовки хранят в течение одной смены, так как при более длительном хранении они могут покоробиться, что снизит плотность прилегания склеиваемых поверхностей.

Шероховатость поверхностей, образующих наружный (просматриваемый) шов, должна быть по параметру Rz не более 60 мкм, а поверхностей, образующих внутренний (невидимый) шов, — не более 200 мкм (ГОСТ 7016—82). Шиповые соединения деталей должны быть обработаны с соблюдением допусков и посадок, очищены от бахромы, стружки и пыли.

Применяют два способа склеивания: холодный и горячий.

Склеивание холодным способом, т. е. без нагрева склеиваемых материалов, требует длительной выдержки для схватывания клея и выравнивания влажности. Несмотря на хорошее качество склеивания, что достигается меньшими напряжениями в клеевом шве, этот способ применяют очень редко, так как он не обеспечивает высокой производительности оборудования и требует больших производственных площадей.

При горячем способе процесс склеивания ускоряется за счет нагрева детали или клеевого шва. Тепло подводится различными способами.

На рис. 1, а показаны схемы кондуктивного (контактного) нагрева детали. Тепло подводится при нагревании склеиваемой поверхности детали контактными (электрическими или паровыми) нагревателями, которые имеют постоянную температуру поверхности. На рис. 1, б показано склеивание с нагретой деталью, т. е. с помощью аккумулированного тепла. Нагревают деталь, а на деталь наносят клеевой шов и подвергают детали прессованию.

Сквозной (рис. 1, в) прогрев применяют при наклеивании тонкой облицовки. Тепло поступает от нагревателей во время прессования. Подогрев в поле токов высокой частоты (ТВЧ) (рис. 1, г) производится после сжатия склеиваемых поверхностей. Для получения прочного клеевого шва необходимо настраивать генератор на такую мощность, при которой минимальное время склеивания составляет 30… 40 с.

Клеи. Различают клеи животного происхождения (костный, мездровый, казеиновый, альбуминовый) и синтетические, клеящие пленки и нити. Схема образования основных синтетических клеев на основе формальдегида приведена на рис. 2. В деревообрабатывающих производствах наиболее широко применяются клеи на основе мочевиноформальдегидных (карбамидных) смол, жидкие или в виде порошка, отличающиеся содержанием свободного формальдегида, временем отверждения и жизнеспособностью.

Рис. 1. Схема подвода тепла к клеевому шву: а — контактный нагрев детали, б — склеивание с нагретой деталью, в — сквозной прогрев, г — прогрев в поле ТВЧ; 1. 4— склеиваемые детали, 2— контактный нагреватель, 3 — клеевой шов, 5 — электрод, 6 — генератор ТВЧ

Применение конкретной марки смолы определяется. условиями использования клея на ее основе. Эти условия приводятся в технологической документации на изготовление изделий или их деталей.

Синтетические клеи, основой которых являются смолы, приготовляют с использованием растворителей, наполнителей, отверди-телей и других добавок. Растворителями служат вода, ацетон, спирты. В качестве наполнителей, увеличивающих вязкость клея, используют древесную муку, гипс, каолин и др. Отвердителями являются хлористый аммоний (при горячем способе склеивания), 10%-ный раствор щавелевой кислоты или 40%-ный раствор молочной кислоты (при холодном способе склеивания).

При склеивании горячим способом наибольшее применение ро-лучили карбамидные смолы, имеющие малое содержание свободного формальдегида. Особое место занимают смолы быстрого отверждения, применение которых позволяет осуществлять новые, высокопроизводительные технологические процессы склеивания древесины и древесных материалов.

Клеящую пленку применяют для ребросклеивания и ремонта шпона. Она получается путем пропитки на пропиточной сушильной установке специальной бумаги смолой и последующей сушки. Ее изготовляют в виде листов различного формата. Клеевые нити применяют при ребросклеивании шпона.

Режим склеивания, т. е. система требований к условиям проведения работ, включает: состояние температуры и влажности воздуха в производственном помещении, требования к склеиваемым материалам и деталям из них, выбор и подготовку клеев, способы нанесения клеев, способ склеивания и подвода тепла, параметры прессования, рекомендации по выдержке склеенных деталей, применяемое оборудование, методы контроля.

Температуру и влажность воздуха в производственном помещении контролируют с целью обеспечения стабильности влажности склеиваемых материалов и удовлетворения требований охраны труда и промышленной санитарии. Температура воздуха в помещении должна быть не ниже 18 °С, а его относительная влажность — не выше 65%.

Рис. 2. Схема образования наиболее распространенных синтетических cuoji для склеивания древесины

Способы нанесения клея зависят от вида склеиваемых материалов и объемов производства. На шиповые соединения клей наносят кистями, дисками или окунанием; на брусковые, плитные, листовые детали и щиты — кистями или вальцами.

При нанесении клея на одну склеиваемую поверхность (рис. 3, а) клеевой слой наносится только на деталь; при нанесении клея на обе склеиваемые поверхности (рис. 3, б) клеевые слои наносятся на детали. Клеящую пленку (рис. 3, в) помещают между склеиваемыми поверхностями деталей.

При большом объеме производства клеи наносят механизированным способом. При двустороннем механизированном нанесении (рис. 3, г) клей наносится на одну плитную деталь; при одностороннем (рис. 3, д)—на две листовые детали. Клей, поступающий из ванны, наносится на детали обрезиненными вальцами. Расход клея регулируется дозирующими вальцами.

Рис. 3. Способы нанесения клея и клеящей пленки: а — клея на одну склеиваемую поверхность, б — клея на обе склеиваемые поверхности, в — клеящей пленки, г — двустороннее механизированное, д — одностороннее механизированное; 1, 3 — детали, 2 — клеевой слой, 4— клеящая пленка, 5 — обрезиненные вальцы, 6— ванна с клеем; 7 — дозирующие вальцы

Прессование осуществляется давлением на склеиваемые по верхности детали. Под давлением лучше соприкасаются поверх ности, имеющие некоторые неровности, клей проникает в поры дре весины, равномерно по всей поверхности подводится тепло. Важное требование при прессовании — равномерность давления по всей склеиваемой поверхности. Величина давления зависит от свойств клея и склеиваемых материалов и приводится в технологической документации. Сжатие склеиваемых поверхностей должно производиться до схватывания клея.

Прессование может быть осуществлено вручную (при облицовывании шпоном и сжатии шиповых соединений), с помощью простых приспособлений (клиновые и винтовые струбцины), а также механизированным способом (в электромеханических, пневматических и гидравлических прессах и ваймах). Выбор способа и оборудования для прессования зависит от вида и объема работ и от свойств склеиваемых деталей и материалов.

Выдержка деталей — важная часть технологического процесса склеивания. Детали, поступающие на склеивание, должны пройти выдержку, для того чтобы их влажность и температура соответствовали принятым условиям склеивания.

В процессе прессования выдержка под давлением необходима для схватывания клея или его полного отверждения. Продолжительность выдержки зависит от вида клея, температуры прессования, породы склеиваемой древесины.

После прессования склеенные детали выдерживают (обычно в стопах) для достижения клеевым слоем достаточной прочности, охлаждения, равномерного распределения влаги в материале и стабилизации его формы. Продолжительность послепрессовой выдержки зависит от параметров прессозания и температурно-влаж-ностных условий в цехе.

Методы контроля указываются в режимах склеивания и обычно включают контроль температуры и влажности воздуха в помещении, вязкости и расхода клея, параметров прессования (температура, давление, продолжительность), времени допрессовой и послепрессовой выдержки, прочности склеивания, внешнего вида полученных деталей. Контрольные нормативы, методы и средства их оценки разрабатываются для каждого режима склеивания.

Основные дефекты склеивания (просачивание клея, клеевые потеки, непроклеивание, покоробленность) возникают при неправильной подготовке заготовок к склеиванию и нарушении режимов склеивания.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум