Соединение элементов столярных изделий

Способов соединения частей и деталей существует довольно много. Ниже приводятся отдельные способы сопряжения деревянных элементов, используемые при производстве плотничных работ и в столярном деле. Соединение впритык - самое простое, когда бруски, примыкая друг к другу под прямым углом, крепятся гвоздями или шурупами. Однако прочность такого соединения обеспечивается только в том случае, если соединяемые концы строго прямоугольны. При соединении в ус сопрягаемые концы деталей подрезаются под углом 45°. В обоих случаях соединяемые детали закрепляются с помощью шурупов. Соединение в полдерева также всем известный и широко распространенный способ. Его применяют как при сопряжении двух брусков под углом, так и при их пересечении. При этом на одном из брусков выбирается половина его толщины, а на другом делается соответствующая врубка. Для более прочного соединения используют накладку в полулапу, которая отличается тем, что врубку делают с косыми сторонами по типу "ласточкиного хвоста". Шиповые соединения - наиболее распространенный вид соединения деталей при изготовлении мебели. Как правило, их используют в сочетании с клеем. В зависимости от формы шипы подразделяются на плоские (прямые), трапециевидные, косые ("ласточкин хвост"), зубчатые и круглые. В зависимости от конструкции они делятся на цельные (т. е. выполняемые заодно с деталью) и вставные, изготавливаемые отдельно. Шиповые соединения применяют также при изготовлении оконных переплетов, обвязок дверей, всевозможных рамок и т. п. Примыкание под углом бывает прямым шипом, сквозным, косым прорезным и др.При изготовлении окон и дверей используют соединение сквозным шипом, когда в одном из брусков делают шип, а в другом - сквозную проушину. Примыкание под углом потайным шипом отличается тем, что отверстие для шипа делается не сквозное, а в виде гнезда. Для более прочного соединения делают несколько шипов или шипы трапециевидной формы. Вставные круглые шипы называются также шкантами. Их изготовляют из древесины твердых лиственных пород диаметром 6-14, длиной от 15 до 80 мм. Иногда требуется соединить доски и бруски по ширине. При изготовлении щитов (рис. 8) чаще всего используют соединение вшпунт, которое обеспечивает пыле- и водонепроницаемость щитов. При этом способе одна сторона соединяемой детали имеет выемку, другая гребень.

Другой способ соединения досок и брусков - в четверть. Чтобы не выступали края соединяемых досок, на них делают фальцы (выбирается четверть). Глубина и ширина четверти обычно составляет половину толщины стыкуемой детали.

Доски или брусья соединяют также на рейку. Для этого по кромке заготовок выбирают пазы, в которые вставляют рейки. Ширина паза и толщина рейки должны составлять 1/3 толщины соединяемых изделий. При этом рейки делают из прочного дерева - березы, дуба, бука. Иногда используют клееную фанеру.

Однако самым простым и доступным способом сопряжения деревянных частей является соединение на гвоздях и шурупах. Поэтому целесообразно привести ряд рекомендаций, которые помогут избежать ошибок. Например, не следует забивать в один слой древесины несколько близко расположенных друг от друга гвоздей: они могут расколоть заготовку. То же самое может произойти при вбивании гвоздя близко от торца.

При сращивании двух брусков их соединение будет прочнее, если гвозди вбивать не строго перпендикулярно к поверхности, а с небольшим наклоном.

Прибивать всегда нужно тонкую деталь к более толстой. При этом длина гвоздя должна быть в 2-4 раза больше, чем толщина тонкой детали. В гвоздевых соединениях конструкций, изготовленных из древесины твердых лиственных пород, толстые гвозди диаметром более 6 мм забивают в предварительно просверленные отверстия диаметром, равным 0,9 диаметра гвоздя, а глубина отверстия обычно составляет не менее 0,6 длины гвоздя.

Если необходимо прикрепить планку таким образом, чтобы шляпка гвоздя не была видна, гвоздь вбивают не до конца, а шляпку откусывают кусачками. После этого гвоздь добивают до конца с заглублением добойником или ребром шляпки Другого гвоздя, а оставшееся на поверхности изделия отверстие шпаклюют.

Шляпку гвоздя можно также расплющить и расположить ее при забивании параллельно волокнам, утопив ее. При добивании гвоздя можно воспользоваться шляпкой другого гвоздя, наложив ее ребром на забиваемый гвоздь и ударяя по ней молотком. Образовавшуюся вмятину также шпаклюют.

Гвоздь можно спрятать и другим способом. Для этого стамеской поднимают верхний слой древесины, не откалывая его, а в образовавшуюся лунку забивают гвоздь. Затем поднятый слой смазывают клеем и укладывают на место. Гвоздь, выступивший на тыльной стороне изделия, загибают и забивают заподлицо.

Крепление деревянных изделий с помощью шурупов широко применяется в домашних условиях. Так как головки шурупов, как правило, видны на поверхности, их установку необходимо предварительно разметить таким образом, чтобы расстояние между ними было одинаковым. Это намного улучшит внешний вид изделия. После разметки с помощью сверла, диаметр которого меньше диаметра шурупов, делают отверстия.

Отверстия для мелких шурупов накалывают шилом. Если древесина твердая, шуруп перед завинчиванием смазывают солидолом, мылом и т. п. Если шурупы имеют потайную головку, для них необходимо раззенковать отверстие с помощью сверла большего диаметра.

Когда приходится завинчивать шуруп в торец древесностружечной плиты или бруска, то предварительно просверленное отверстие пропитывают лаком. Это сделает крепление более прочным. Иной способ заключается в том, что в намеченном для установки шурупа месте высверливают отверстие диаметром 6-8 мм, а в него на клею вставляют нагель (цилиндрическую деревянную бобышку), в который затем завинчивают шуруп.

В домашних условиях для склеивания древесины чаще применяют клей поливинилацетатный марок ПВА, ПВА-М, ПВА-А, казеиновый, синтетический столярный, костный и эпоксидный.

Поливинилацетатным клеем пользуются широко. Он не требует никакого предварительного приготовления, быстро сохнет и дает достаточно прочное, но не водостойкое соединение.

Прочное и водостойкое соединение можно получить на казеиновом клее. Он продается в виде белого порошка. На 1 литр воды берут 250 г сухого клея, который растворяют при температуре воды 60-70°С и выдерживают 1,5-2 ч. Казеиновый клей обычно приготавливают в количестве, необходимом для использования за один раз, так как через 4-5 ч он становится непригодным.

Синтетический столярный клей поступает в продажу в виде двух компонентов - смолы и отвердителя. Порошкообразный отвердитель растворяют в небольшом количестве горячей воды (порядка 100 мл) и вводят в жидкую смолу, постоянно перемешивая до получения однородной массы. Приготовленную смесь надо использовать в течение 20 мин.

Костный клей - традиционный клей для дерева - отличается длительной технологией приготовления. Продается костный клей в плитках или гранулах. Перед использованием плитки дробят и заливают водой для разбухания. Гранулы не требуют дробления. Клей в воде должен находиться примерно сутки. После этого верхний слой воды сливают, а образовавшуюся студенистую массу варят, используя для этих целей специальные или самодельные клеянки. При работе пользуются горячим клеем, для чего постоянно подогревают его.

Изделия из древесины твердых пород склеивают жидким клеем, а для древесины мягких пород используют более густой. Чтобы проверить густоту клея, в него опускают кисть и поднимают над банкой; клей должен стекать с кисти сплошной просвечивающейся струйкой. Слишком густой клей падает медленно, сгустками, слишком жидкий - быстро стекает.

Для предохранения костного столярного клея от гниения при длительном хранении в него следует добавить щепотку борной кислоты.

Универсальными клеями, которыми можно клеить различные материалы, в том числе и дерево, являются эпоксидные клеи - ЭПО, ЭДП, эпоксидная шпатлевка. Они образуют прочное и водостойкое соединение. Однако из-за высокой стоимости эти клеи для большего объема работ не пригодны. Кроме того, при работе с ними требуется тщательная подготовка склеиваемых элементов.

В небольших количествах для склеивания отдельных деталей можно использовать также клеи "Аго", "Дубок", БФ-2, "Марс". Кроме перечисленных, промышленностью выпускаются также синтетические смолы, которые отверждаются при комнатной температуре: КБ-3, СФХ, ФРФ-50, ФР-12, ФР-100. Для склеивания древесины или фанеры с бумажно-слоистым пластиком, стеклопластиком и другими материалами используют эпоксидные и полиэфирные клеи, а древесины и металлов - клеи 88Н, 88НП, "Момент-1", КР-1, "Феникс".

При склеивании необходимо руководствоваться следующими основными правилами:

· соединяемые плоскости должны быть тщательно подогнаны друг к другу;

· для лучшего склеивания поверхностям нужно придать шероховатость;

· склеивать можно только хорошо высушенную древесину;

· склеиваемые поверхности должны быть обезжирены, а также очищены от загрязнений или следов старого клея;

· клей необходимо наносить равномерным слоем зубчатым шпателем с мелкими зубьями, обломком ножовочного полотна по металлу, резиновым шпателем;

· для получения прочного шва клей следует наносить на обе склеиваемые плоскости;

· выдерживают склеиваемые детали под прессом.

Главная цель этой операции - равномерное распределение давления по склеиваемой площади.