В клеильных цехах нужно обеспечить соответствующую температуру и влажность воздуха, так как эти факторы оказывают непосредственное влияние на процесс склеивания. При склеивании костяным клеем температура в помещении должна быть 18-30°, при склеивании синтетическими клеями - 16-30°, а казеиновыми - 12-30°.
Если при склеивании казеиновым клеем в помещении температура ниже указанной, то соответственно увеличивается время затвердевания клея, а тем самым затягивается цикл склеивания.
В зависимости от температуры воздуха его влажность должна колебаться в пределах 50-65%. Для измерения влажности воздуха применяют влагомеры.
Влажность древесины перед склеиванием
Влажность склеиваемой древесины влияет на прочность и стойкость клеевых соединений. Установлена следующая зависимость прочности клеевых соединений от влажности древесины:
влажность древесины в % | 4 | 12 | 25 |
прочность на разлом в кг\см2 | 67 | 60 | 30 |
Из этого можно заключить, что по мере роста влажности древесины уменьшается прочность соединений.
Желательно, чтобы влажность монолитной древесины перед склеиванием была 5-12%, облицовочной и клееной фанеры - 5-7%.
После нанесения клея на склеиваемую поверхность древесина впитывает клей и ее влажность повышается. Увеличение влажности в монолитной древесине незначительно, а в облицовочной фанере и шпоне очень велико. Поэтому перед склеиванием облицовочная фанера и шпон должны иметь влажность намного ниже, чем монолитная древесина.
Наивысшая влажность склеиваемой древесины не должна превышать 20%.
Требования, предъявляемые к склеиваемым поверхностям
Склеиваемые поверхности древесины должны тесно прилегать одна к другой. На поверхности, приготовленной для оклеивания, не должно быть неровностей (оставленных после строгания), превышающих по длине 5 мм для древесины мягких пород и 3 мм для твердых пород. Гладкость поверхности, остроганной механически, измеряется на производстве длиной волн на поверхности древесины. Лучшие результаты оклеивания с точки зрения прочности получаются при очень гладких поверхностях. Часто на производстве для увеличения площади, покрываемой клеем, перед склеиванием рифлят поверхность. Произведенные опыты не установили, однако, качественного преимущества оклеивания рифленой поверхности. Рифление может быть применено в тех случаях, когда используется жидкий клей. При рифленой поверхности жидкий клей не вытесняется. Чтобы избежать вытекания жидкого клея, нужно во время прессования поддерживать температуру 25-30°. При использовании густых клеев рифление может быть совершенно исключено.
Температура склеиваемой древесины
Склеиваемая древесина должна иметь определенную температуру. Температура древесины влияет на скорость охлаждения нанесенного клеевого раствора. При охлаждении столярный клей тяжелеет и утрачивает способность пропитывать древесину. Поэтому при склеивании температура древесины должна быть не менее 25°. При склеивании больших поверхностей, а также в тех случаях, когда в помещении низкая температура, древесину нагревают с помощью горячих прокладок - цинковых плит, температура которых колеблется от 40 до 60°. При склеивании казеиновыми, феноловыми и карбамидными клеями температура древесины должна быть 15-20°. При температуре ниже 15° склеивание затягивается и не обеспечивает хорошего качества изделия.
Склеивание древесины
При склеивании можно наносить клей на одну либо на две поверхности: одностороннее нанесение клея применяют при склеивании деталей из древесины хвойных пород вдоль волокна и при склеивании широких поверхностей древесины (более 60 мм) твердых лиственных пород. При склеивании столярных плит в прессах клей наносят только на плиту. Двухстороннее нанесение клея используется при склеивании поверхности древесины мягких лиственных пород с торцовым сечением, сильно впитывающей клеевой раствор.
Клей наносят вручную щетинными и лыковыми кистями либо механически при помощи клеевых катков. Нанесение клея вручную малопроизводительно и не всегда дает хорошие результаты, поэтому его применяют только при небольшом объеме работы.
После покрытия поверхности клеевой раствор постепенно приобретает необходимую концентрацию частично из-за впитывания влаги в древесину, а частично в результате выпаривания. Этим объясняется перерыв между нанесением клея и соединением (прессованием) поверхностей.
Различают два периода впитывания клея, нанесенного на поверхность, - при открытой поверхности и закрытой.
В первый период впитывания поверхность, покрытая клеем, остается открытой, а во второй период покрытые клеем поверхности сложены. В первый период раствор густеет быстро, а во второй - значительно медленнее.
Правильно установленное время впитывания имеет важное значение для качества склеивания. Жидкий клей может быть вытеснен из шва и соединение будет нестойким, слишком густой клей утрачивает способность впитываться в древесину и остается между склеиваемыми поверхностями в виде толстого слоя.
При высыхании толстого слоя клея могут возникнуть внутренние напряжения, которые ослабляют швы и даже могут послужить причиной растрескивания лицевой поверхности облицовочной фанеры (в случае оклеивания).
По данным российских исследований, нормальная толщина слоя столярного клея должна быть около 0,1 мм.
Сжатие (прессование) склеиваемых поверхностей является обязательным условием процесса склеивания. Под давлением клеевой раствор лучше проникает в поры древесины и тем самым увеличивает площадь склеивания. При помощи прессования излишек клеевого раствора выдавливается, что помогает избежать получения толстых, нестойких клеевых соединений.
Давление пресса зависит от вида применяемого клея, а также подготовки склеиваемой поверхности. Чем выше концентрация и вязкость клеевого раствора, тем выше должно быть давление. Небольшие, хорошо подготовленные поверхности можно склеивать при незначительном давлении. Однако на практике не удается добиться очень гладких поверхностей, а кроме того, при склеивании детали искривляются под влиянием увлажнения их клеем. Поэтому давление должно быть относительно большим, чтобы сделать невозможным искривление древесины и привести к тесному прилеганию поверхности на всей склеиваемой площади. Практически при использовании костяных клеев давление составляет 2-4 кг/см2.
Время прессования зависит от скорости связывания клея, Оно меньше при склеивании монолитных простых деталей и больше при склеивании и оклеивании многослойных деталей. Больше времени занимает прессование, если клей содержит много влаги.
В необогреваемых прессах время прессования при использовании столярного клея составляет 2-3 час, а казеинового клея - 3-7 час.
На склеивание древесины мягких хвойных пород нужно меньше времени, чем на склеивание древесины твердых пород. Время склеивания для всех пород составляет 4-6 час.
При склеивании в обогреваемых прессах время нахождения в прессе зависит от толщины склеиваемых деталей. После пресса детали не могут быть сразу направлены для машинной обработки, поскольку влажность в склеенных деталях должна достигнуть одинаковой степени и быть равной влажности окружающей атмосферы, а соединение достигнуть прочности, необходимой для механической обработки. Чтобы получить соответствующую прочность соединений, достаточно относительно небольшой выдержки (несколько часов). Для окончательного выравнивания степени влажности необходима продолжительная выдержка и даже досушивание в сушильных камерах.