Овладеть искусством соединения деревянных деталей должен каждый домашний мастер. От того, как выполнены соединения, во многом зависит и долговечность ремонтируемых или изготовляемых изделий и их внешний вид.
Выбор того или иного вида соединений зависит прежде всего от назначения скрепляемых между собой деталей. Самый простой способ соединения заключается в том, что одну деталь накладывают на другую и потом их скрепляют гвоздями или шурупами. Однако такое соединение не дает большой прочности, и, кроме того, око некрасиво.
Намного эстетичнее выглядит соединение «на ус». Детали в нем закрепляются клеем, гвоздями или шурупами. Можно одновременно использовать и клей и шурупы. Но это соединение тоже не гарантирует высокой прочности.
Если требуется, чтобы детали выдерживали большие нагрузки, их соединяют «на двойной косой ус». Еще большую прочность дает соединение «на прямой натяжной замок». При использовании этих соединений нужно учитывать, как будет распределяться нагрузка на скрепляемые детали. (Направление нагрузок показано на рисунке стрелками.)
Детали многих предметов домашнего обихода, например столов и стульев, соединяются круглыми шипами.
Шипы можно вырезать в домашней мастерской из твердых пород дерева.
Отверстия высверливают такого диаметра, чтобы смазанные клеем шипы входили в них с трудом даже под легкими ударами молотка. Глубина каждого отверстия должна быть несколько больше, чем половина длины шипа. Иначе шипы могут упереться в дно отверстий, и соединение будет неплотным.
Прямоугольные шипы вырезают непосредственно на самой детали. Для соединения легких деталей используют один шип, для более массивных — несколько.
При выполнении столярных работ иногда используются соединения «в шпунт» и «в четверть». Они надежны и красивы, но качественно их сделать удается только мастерам, имеющим сравнительно большой опыт.
Угловые соединения в домашних условиях обычно делают «на ус», а также «на ус» с шипом или несколькими шипами.
Все виды соединений требуют большой точности и тщательности в обработке деталей. Особенно важно, чтобы соединяемые поверхности, на которые наносится клей, плотно подходили друг к другу.

Соединение на клее

Одним из основных способов соединения заготовок из маломерной древесины в заготовки требуемых размеров является склеивание по ширине, толщине и длине.

Для изготовления клееных элементов применяют в основном древесину хвойных пород. Размеры пиломатериалов для склеивания определяются проектными размерами требуемых элементов с учетом припусков на усушку и механическую обработку. Толщина брусков, досок должна быть не более 33мм, в прямолинейных элементах - не более 42мм. При склеивании доски, бруски подбирают таким образом, чтобы направление волокон их совпадало.

Изготовление клееных конструкций состоит из следующих технологических процессов: сушки и сортировки пиломатериалов, раскроя по длине и ширине, фрезерования, приготовления клеевого раствора и нанесения его на склеиваемые поверхности, сборки элементов, подлежащих склеиванию, и выдержки их под давлением, освобождения склеенных элементов из прессов, сжимов, технологической выдержки склеенных заготовок и их обработки.

Влажность древесины, подлежащей склеиванию, должна быть до 12%. Сортируют пиломатериалы до сушки и после нее путем визуального осмотра досок, отрезков, оценивая качество по наличию пороков (сучки, гниль, механические повреждения и др.). Высушенные и отсортированные пиломатериалы раскраивают по длине и ширине на круглопильных станках или на линиях. Для выравнивания влажности заготовки в течение 1...2сут выдерживают в цехе, после чего фрезеруют.

Если заготовки соединяют по длине, то окончательно их обрабатывают после склеивания. При соединении по длине существенное значение имеет правильное формирование шипов, выбираемых на шипорезных, фрезерных станках либо на линиях.

Для склеивания в основном применяют синтетические клеи. По сравнению с другими синтетические клеи водостойки и биостойки, дают прочное соединение, процесс изготовления клеевого раствора (состава) проще и быстрее, режимы склеивания просты, выдержка перед запрессовкой может быть более длительной, что удобнее при массовом производстве.

Наибольшее распространение имеют карбамидно-формальдегидные, фенолформальдегидные, резорцинформальдегидные, алкилрезорцинфор-мальдегидные и фенолалкилрезорциновые клеи. Все клеевые соединения должны выполняться на клеях, разрешенных к применению Министерством здравоохранения России. Помещения для приготовления клея должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией. Температура воздуха в них должна быть не ниже 18°С. влажность - до 70%.

Клей, приготовленный на основе смол КФ-Ж, КФ-БЖ, может быть горячего и холодного отверждения. В качестве отвердителя для получения клея горячего отверждения используют хлористый аммоний (0,5...1 мае. ч. на 100ч. смолы), а для клея холодного отверждения - 10%-ный раствор щавелевой кислоты (10...15 мае. ч. на 100ч. смолы).

Температура отверждения при горячем способе 100°С. время отверждения 60...100 с, жизнеспособность при температуре (20±1)°С. до 10ч. Зазорозаполняющие свойства клея улучшаются, если в него добавляют древесную муку (до 8% массы клея).

Клей КБ-3 приготовляют из смолы СФЖ-3016 и керосинового контакта Петрова. Соотношение компонентов клея зависит от температуры воздуха помещения, в котором производится склеивание элементов. Готовят его в клеемешалках путем перемешивания компонентов до образования однородной массы без комков.

При небольшом объеме работ клей на элементы наносят вручную кистями, валиками, а при большом - на клеенаносящих вальцовых станках. Склеивать обработанные пиломатериалы, заготовки следует не позднее чем через 6...8ч после механической обработки поверхностей. Склеиваемые поверхности должны быть хорошо очищены от пыли, плотно прилегать друг к другу, не иметь пятен краски или масла. Клей наносят на поверхность древесины равномерно, без пропусков. Открытая выдержка после нанесения клея на поверхность древесины не должна быть более 10мин, а закрытая выдержка нанесенного клея на сконтактированных поверхностях до окончания запрессовки - не более 30мин.

При запрессовке досок в хомутах, струбцинах, ваймах нужно следить 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) сжимают окончательно и выдерживают до полного схватывания клея.

На больших предприятиях склеивание по пласти ведется в прессах, с применением винтовых пневматических или гидравлических зажимов. Эти зажимы обеспечивают плотный и равномерный контакт поверхностей, по всей площади склеивания. Давление при запрессовке склеиваемых элементов должно быть (МПа): при зубчатых клеевых соединениях - 1 (в зависимости от типа соединения); при клиновых соединениях на "ус"; или на гладкую фугу - 0,5...0,8, для панелей каркасной конструкции - 0,3, для криволинейных конструкций - 0,8.

В запрессованном состоянии при температуре 18...20°С. прямолинейные конструкции выдерживают 14...12ч, криволинейные - 24...20ч, при температуре 22...25°С. прямолинейные выдерживают 10...8 ч, криволинейные - 18...16ч. Клеевое соединение достигает разборной прочности, что составляет не менее 50% полной прочности склеиваемых прямолинейных несущих конструкций и 70% криволинейных.