Процесс склеивания включает следующие операции:
● подготовку клея и склеиваемых материалов;
● нанесение клея на склеиваемые поверхности;
● запрессовку склеиваемых заготовок и выдержку их под давлением;
● выдержку склеенных заготовок после запрессовки.
Виды клея и подготовка его к работе
Качество клеевого соединения во многом определяет правильный выбор клея. Клей должен обеспечивать высокую прочность склеивания, водостойкость клеевого соединения, биологическую стойкость, т.е. не изменять цвет, не загнивать и не разрушаться под воздействием бактерий. Кроме того, клей должен быть нетоксичным, т.е. безвредным для человека.
В зависимости от того, из каких исходных материалов изготовлен клей, его подразделяют на синтетический и природный, или белковый.
В настоящее время применяют в основном синтетический клей: карбамидоформальдегидный, эпоксидный, полиуретановый, полиэфирный, поливинилацетатный, клей-расплав и др.
Синтетический клей можно использовать только в помещениях, имеющих приточно-вытяжную вентиляцию, так как он выделяет токсичные вещества, особенно при горячем склеивании. В мастерских и других помещениях, не оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией, необходимо применять белковый клей.
Клей классифицируют также в зависимости от механизма склеивания. Различают клей термореактивный и термопластичный.
Термореактивный клей становится твердым в результате реакций исходных компонентов после введения в него отвердителя. Такой клей после подготовки надо обязательно использовать полностью в течение 8–10 ч. По истечении этого времени клеи затвердевают и становятся непригодными к применению.
Из термореактивных видов клея наибольшее применение нашли карбамидоформальдегидные марок КФ-Б, КФ-Ж, КФ-БЖ и др. Этот клей используют при горячем склеивании, т.е. при температуре плит пресса 100–140 °С. При холодном склеивании (20 °С) применяют клей марок МФ-70, КФ-МТ и др.
Рабочий раствор карбамидоформальдегидного клея готовят следующим образом. Перед началом работы в смолу (она имеет ту же марку, что и клей) вводят отвердитель и тщательно все перемешивают. В качестве отвердителя используют: при горячем склеивании – хлористый аммоний (берут 1 % от массы смолы), при холодном – 10%-й водный раствор щавелевой или ортофосфорной кислоты (5 % от массы смолы).
Для склеивания металлов, пластмасс, стекла между собой и с деревом применяют полиуретановый клей (ПУ-2, ПУ-2М, ПУ-УБ, ВК-5 и др.). Для наклеивания пластмассовых, деревянных и декоративных металлических элементов на лакированные поверхности используют эпоксидный клей (К-156, К-160, ЭПЦ-1, БОВ-1, ПЭД и др.).
Из термопластичного клея наибольшее применение имеет поливинилацетатный клей (ИВА). С его помощью можно склеивать дерево с деревом, тканью, пластиками, различными пленками. Клей ПВА используют в основном при холодном склеивании. Особенно удобен он при сборочных работах.
К белковому клею относятся костный, мездровый и казеиновый.
Костный и мездровый клей (и тот и другой называют еще столярным) изготавливают в виде плиток, стружек и гранул.
Столярный клей готовят путем нагревания на водяной бане при температуре не более 100 °С. Для этого используют две банки: в большей находится вода, в меньшей – клей. Плиточный клей разбивают на мелкие куски размером не более 20–80 мм. Чтобы осколки не разлетались, разбиваемую плитку заворачивают в тряпку. Куски плитки засыпают в меньшую банку и заливают водой так, чтобы она их только покрывала.
Костный клей в гранулах заливают водой в количестве, равном количеству клея. Залитый клей выдерживают примерно 8 ч для набухания. После этого банку с клеем опускают в большую банку с водой и ставят на огонь. Разогреваемый клей необходимо помешивать палочкой до образования однородной жидкой массы без сгустков. Когда вода в большой банке закипит, клеянку снимают с огня и клеем можно пользоваться.
Проверяют готовность клея следующим образом. Если с палочки-мешалки стекает ровная непрерывная струйка, клей хороший, стекают отдельные капли – клей жидкий, целые сгустки – клей густой. В первом случае добавляют твердого клея, во втором – немного воды и снова разогревают. Оставшийся в клеянке клей затвердевает, но его можно использовать повторно. Для этого в клей добавляют немного воды и разогревают.
Столярный клей удобно использовать для склеивания небольших деревянных поверхностей (брусков), шиповых соединений, наклеивания накладок на кромки при сборке изделий.
Казеиновый клей приготавливают следующим образом. На одну часть казеина берут две части воды комнатной температуры. Воду вливают в порошок постепенно, непрерывно помешивая образовавшуюся смесь палочкой. Перемешивать надо до полного исчезновения крупинок и получения сметанообразной массы. Перед употреблением клей должен отстояться в течение 1,5–2 ч. Клея нужно готовить столько, сколько потребуется для данной работы (из расчета примерно 150 г на 1 м2 склеиваемой поверхности), так как остаток его использовать повторно нельзя.
Применяют казеиновый клей для облицовывания щитов, т.е. при наклеивании облицовок на пласти щитов. Преимущество клея в том, что его не надо подогревать, и это позволяет без спешки наносить его на большие поверхности.
Подготовка склеиваемых материалов
При склеивании подготовка материалов заключается в выравнивании пластей или кромок. Готовят поверхности к склеиванию строганием. Допустимые значения параметров шероховатости не должны превышать 200 мкм (0,2 мм). Можно склеивать и пиленые заготовки, но пилить их надо на станке качественно подготовленными пилами. Для пиленых поверхностей допустимые значения параметров шероховатости не должны превышать 300 мкм (0,3 мм).
При облицовывании необходимо готовить облицовки. Для этого шпон раскраивают на полосы, обрабатывают кромки полос и набирают облицовки. Последние могут быть простые и фигурные.
Влажность склеиваемых материалов должна быть в пределах 6–10 %, т.е. склеивать можно только сухую древесину.
Нанесение клея на склеиваемые поверхности
Клей наносят вручную с помощью кистей, щеток или специальных приспособлений. Наносить его надо равномерно по всей поверхности. Оптимальный расход клея при холодном склеивании составляет 180–250 г/м2, при горячем – 110–180 г/м2. Больший расход клея дают при меньшей плотности склеиваемых материалов и большой шероховатости поверхности. При нанесении клея кистью или щеткой его разравнивают по поверхности в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Для более равномерного нанесения клея вручную применяют специальные приспособления с верхней и нижней ванночками. Приспособление с верхней ванночкой имеет два валика – дозирующий и клеенаносящий. Между нижними кромками стенок ванночки и дозирующим валиком имеются регулируемые зазоры, позволяющие изменять количество наносимого клея. При нанесении клея приспособление держат за рукоятку и прокатывают по поверхности основы. Емкость с нижней ванночкой состоит из клеенаносящего валика и линейки для съема с него излишков клея. Для нанесения клея заготовку прокатывают по валику. Данное приспособление используют для нанесения клея на бруски или на кромки щитовых деталей.
Запрессовка склеиваемых материалов
Для прочного склеивания необходимо создать надежное давление на склеиваемые детали. Делают это с помощью различных струбцин, которые имеются в продаже, и некоторых приспособлений, которые можно изготовить самостоятельно.
Для наклеивания обшивок на каркасы используют две жесткие плиты и четыре болта. Но для склеивания больших по площади деталей четырех зажимных болтов недостаточно. В таком случае пресс можно заменить набором отдельных линейных зажимов. С увеличением размеров щита нужно увеличивать число зажимов. Ставить их необходимо на расстоянии не более 200–250 мм друг от друга. Выбирают бруски толщиной 25–30 мм и шириной 50–60 мм. Болты должны иметь диаметр 8–10 мм и длину 200 мм. Прижимную кромку брусков необходимо делать пологой, тогда при их затяжке криволинейная кромка выпрямится и создаст давление по всей длине.
Зажимать две одинаковые плиты лучше вместе. Тогда каждая из них служит своеобразным прессом для другой и обеспечивает равномерное давление. Гайки на болтах необходимо затягивать попеременно с обоих концов. Наклеивать же облицовку лучше только на одну сторону каждого каркаса – ту, которая входит в контакт со смежной. Давление пресса при склеивании заготовок и при облицовывании щитов должно составлять 0,5–0,8 МПа.
Продолжительность склеивания, т.е. выдержка заготовок под давлением, зависит от способа склеивания (горячее или холодное), толщины заготовок и температуры нагревателя (при горячем склеивании), марки клея. При холодном склеивании карбамидоформальдегидным клеем продолжительность прессования должна быть не менее 3 ч. При горячем продолжительность прессования устанавливают из расчета 0,6–0,8 мин на 1 мм толщины приклеиваемой детали (меньшее время при большей температуре плит пресса). При холодном склеивании клеем ПВА продолжительность прессования составляет 20–45 мин. Если рецептура клея неизвестна, то продолжительность прессования должна составлять 45 мин.
