Соединения на клеях

Для изготовления элементов оконных и дверных блоков, брус­ков коробок, перегородок, строительных конструкций — балок, арок, прогонов, элементов ферм — требуются толстомерные пило­материалы. Для обеспечения производства толстомерными пило­материалами тонкомерные пиломатериалы склеивают по длине, толщине и ширине. Для изготовления клееных элементов ис­пользуют преимущественно пиломатериалы хвойных пород (ель, сосну) и клеи на основе синтетических смол. Марки клеев под­бирают в соответствии с их свойствами. Синтетические клеи водо- и грибостойки, дают более прочное соединение. Процесс приготов­ления клеевого раствора и режимы склеивания проще, что удоб­нее при массовом производстве. Выдержка под прессом не тре­бует длительного времени, а при подогреве может быть сокращена. Клеевой слой при склеивании почти не увлажняется, выдержка после запрессовки небольшая. Все клеевые соединения должны быть выполнены на клеях, разрешенных к применению Мини­стерством здравоохранения.

Для производства клееных конструкций применяют резорци­новый клей ФР-12, фенольный КБ-3, карбамидно-меламиновый КС-В-СК, карбамидный КФ-Ж, алкилрезорциновый ФР-100 и др.

Клей КФ-Ж может быть горячего и холодного отверждения. В качестве отвердителя для получения клея горячего отвержде­ния применяют хлористый аммоний (0,5... 1 мае. ч. на 100 ч. смо­лы), для получения клея холодного отверждения — 10 %-ный водный раствор щавелевой кислоты (10... 15 мае. ч. на 100 ч. смолы). Отверждение клея при горячем способе происходит при температуре до 100 °С в течение 60... 100 с.

Для склеивания конструкций, работающих в условиях повы­шенной влажности, используют клей КБ-3, приготовляемый на основе смолы СФЖ-3016 (ГОСТ 20907—75) и керосинового контакта Петрова.

Технологический процесс изготовления клееных элементов сос­тоит из следующих основных операций: сушки, сортировки и раскроя пиломатериалов, обработки с четырех сторон, приготовле­ния клеев, нанесения клея на склеиваемые элементы, склеивания заготовок по длине и ширине, сборки склеиваемых заготовок, за­прессовки и выдержки под давлением для отверждения клея, ме­ханической обработки склеенных элементов, защитной обработки, контроля качества склеенной продукции.

Склеиваемая древесина должна иметь одинаковую влажность и породу, так как при склеивании заготовок (деталей) из двух частей разной влажности после высыхания на более влажной сто­роне (заготовке) образуется вогнутость, а в клеевом шве — внут­ренние напряжения, поэтому разница во влажности древесины ^в склеиваемых элементах должна быть не более 2...4 %. Сушат пиломатериалы в сушильных камерах. Влажность пиломатериалов Для склеивания не должна превышать (10±2) %. После сушки пиломатериалы в течение 3...5 сут выдерживают в помещении при температуре 18...25°С и относительной влажности воздуха 60... 70%.

Сортируют пиломатериалы до или после сушки путем внешнего осмотра, оценивая качество по наличию пороков (сучки, гниль, червоточина, наклон волокон). При небольшом объеме производ­ства пиломатериалы сортируют при поперечном раскрое. По дли­не и ширине пиломатериалы раскраивают на круглопильных станках или на специализированных линиях. Для поперечного раскроя применяют станки ЦПА-40, для продольного — ЦДК4-3, ЦДК5-2.

После раскроя заготовки обрабатывают на продольно-фрезерных станках. Поверхности заготовок должны быть отфугованы и профрезерованы. При соединении по длине заготовки окончатель­но обрабатывают после сращивания. Отфрезерованные пиломате­риалы, заготовки хранят не более одних суток при температуре помещения 18...20°С и влажности воздуха 50...60 %, предохраняя их от загрязнения, увлажнения или пересушивания.

Склеиваемые заготовки должны быть одинаковой толщины. Если заготовки, доски имеют разную толщину или дефекты фор­мы (коробление и др.), их перед раскроем калибруют* (по тол­щине). При сращивании по длине необходимо правильно форми­ровать шипы. Шипы вырабатывают на шипорезных, фрезерных станках или на специализированных линиях.

Зубчатые соединения необходимо выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 19414—90. При соединении на «ус» уклон клеевого соединения должен быть равен ^!/ю или длина скоса должна соответствовать десяти толщинам склеиваемых заготовок.

В целях экономии древесины вместо обычных зубчатых шипов длиной 32...50 мм применяют более короткие длиной 5... 10 мм с шагом 1,75...3,5 мм и затуплением 0,2...0,5 мм.

Небольшое количество клея приготовляют вручную, а боль­шое — в клеемешалке типа КМ-40-10.

Клей наносят на обе склеиваемые поверхности (наносить клей на одну сторону допускается лишь при большой жизнеспособнос­ти клея).

При малых объемах производства клей наносят вручную кис­тями, щетками или валиками, а при большом объеме — на клее­наносящих станках.

Сращивают пиломатериалы по длине на линии КДК-13. На этой линии можно сращивать пиломатериалы длиной 800...6500 мм, шириной 80...200, и толщиной 16...50 мм со скоростью подачи 10...15 м/мин.

Для склеивания пакетов применяют секционный пресс КДК-10. На этом прессе можно склеивать пакеты длиной 16 500 мм, шири­ной 80...200 и толщиной до 865 мм. Выдержка в прессе для прямолинейных конструкций 8...10 ч. Величина торцового давления при запрессовке зубчатых соединений колеблется в пределах 1... 1,5 МПа.

Прочность склеивания древесины периодически проверяют. Для этого склеиваемые образцы деталей раскалывают по клеевому шву. Если раскол произошел по древесине, склеивание считается прочным, а если по слою клея — прочность склеивания низкая. Если элементы детали склеены правильно, соединение получается прочнее самой древесины.

Большое значение при склеивании древесины имеет качество ее подготовки. Плохо склеиваются отшлифованные поверхности, по­крытые пылью, жиром и др. До склеивания поверхности должны быть чисто выстроганы, плотно прифугованы и очищены от пыли, грязи, опилок.

Клей наносят на склеиваемые поверхности равномерным сло­ем. Остатки клея, появляющиеся на поверхности детали, при прессовании снимают влажной тряпкой, пока клей не застыл, пос­ле чего насухо протирают сухой тряпкой.

Склеивают бруски по длине на зубчатый шип на линии ОК502 (рис. 53).

Доски, бруски при малых объемах производства склеивают пластями или кромками в струбцинах, хомутах, ваймах. Процесс склеивания состоит из подготовки заготовок (раскрой, обработка поверхности под склеивание), склеивания их пластями, кром­ками, выдержки для схватывания клея, обработки после склеи­вания.

Технологический процесс изготовления клееных щитов включа­ет сушку пиломатериалов, раскрой пиломатериалов по длине и Ширине на круглопильных станках, фугование (продольное фре­зерование) пласти и кромки на фуговальном станке, намазывание кромок клеем, склеивание реек в щиты в ваймах, технологическую выдержку, необходимую для схватывания клея, фрезерование плоскостей щита на рейсмусовом станке, обрезку щита в размер на круглопильном стан­ке. Узкие щиты можно склеивать в струбцинах.

Рейки (детали), под­лежащие склеиванию, выравнивают по длине, подбирают по толщине и собирают в пакет. Собранные в пакет дета­ли со стороны кромки намазывают клеем, пос­ле этого детали раскла­дывают на ваймах так, чтобы намазанная кромка стыковалась с сухой.

При запрессовке следят за тем, чтобы щит не выпучивался и не имел перекосов. Проверяют это линейкой по диагонали и по­перек щита; правильность угла проверяют угольником. После про­верки рейки (детали) зажимают окончательно клиньями и выдер­живают до полного схватывания клея в ваймах (рис. 54).

На крупных предприятиях щиты дверей склеивают и облицовы­вают в прессах с винтовыми, пневматическими или гидравличе­скими зажимами, а также на линиях. Бруски коробок (дверей) по ширине склеивают на линии ДВ504.

Для деревянных конструкций основным видом клеевого соеди­нения является склеивание досок, уложенных на пласти (рис. 55, а, б). По длине доски стыкуют впритык (рис. 55, в), с точной приторцовкой на «ус» (рис. 55, г), на зубчатое клеевое соединение (рис. 55, д). Все стыки должны быть промазаны клеем.

Склеиваемые поверхности должны быть хорошо очищены, плотно прилегать друг к другу, не иметь пятен краски или масла. Выдержка после нанесения клея на поверхность древесины долж­на быть не более 1 ч.

Места соприкосновения деревянных элементов (коробок) с бе­тоном, а также торцы конструкций обрабатывают антисептиче­скими составами.

Прочность клеевого шва должна быть не ниже прочности дре­весины на скалывание вдоль волокон и на растяжение поперек волокон.

Толщина брусков и досок, применяемых для склеивания, до­пускается до 50 мм, а в конструкциях, подверженных увлажнению, — не более 32...40 мм.

При склеивании доски подбирают таким образом, чтобы на­правление их волокон совпадало.

Элементы конструкций, эксплуатируемых в химически агрес­сивных и во влажных средах, должны быть склеены на водостой­ких клеях. Клееные конструкции должны иметь влагостойкое покрытие (окраску).

Изготовляют клееные элементы в специализированных цехах, оборудованных общеобменной вентиляцией, при температуре 18...20°С и относительной влажности воздуха 50...60 %. В местах приготовления клеев помимо общеобменной вентиляции устраива­ют местные отсосы. Рабочие места не должны загромождаться заготовками, деталями, материалами. Смолу и компоненты для приготовления клея хранят в специальном помещении.

На рабочих местах должны быть вывешены инструкции по безопасной работе с клеями и оборудованием. Рабочие должны быть обеспечены спецодеждой и головными уборами из плотной тка­ни, резиновыми перчатками, защитными очками, респираторами.

При попадании токсичных веществ на кожу их срочно удаляют салфеткой, чистой тряпкой, смазывают пораженное место вазели­ном или мазью от ожогов. При попадании токсичных веществ в глаза их надо немедленно промыть под сильной струей воды и срочно обратиться к врачу.

Рабочие, поступающие на работу в цех клееных конструкций, проходят медицинское освидетельствование и инструктаж по технике безопасности.

Контрольные вопросы

1. Какие бывают шипы?

2. Расскажите о способах соединения шипов.

3. Какие виды клеевых соединений брусков по длине применяются?

4. Расскажите об угловых, концевых, серединных соедине­ниях и их применении.

5. В каких соединениях применяют гвозди, шурупы? Правила забивки гвоздей и шаг их расположения.

6. Расскажите, как раз­мечают шиповые соединения.

7. Как выпиливают шип и проушину?

8. Какие дефекты получаются в шиповом соединении?

9. Расскажите о соединениях на клею и их преимуществах.

10. Расскажите кратко о технологии склеи­вания древесины.

11. Какие факторы влияют на прочность клеевого со­единения?