提到焊接,,你能想起什么呢,? 火星四濺?高溫高熱,?閃瞎了眼?
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不管你想到什么,,反正你不大可能想到我們的家具,,更不會(huì)與木材聯(lián)系在一起,。為什么?因?yàn)槟銜?huì)覺(jué)得焊接木頭,那不是“火上澆油”的事嘛,,誰(shuí)讓咱們鐘愛(ài)的木材最懼怕高溫和火啊,。
( B% n* r$ L9 v; ?嗯!你說(shuō)的沒(méi)錯(cuò),,要是真如傳統(tǒng)焊接技術(shù)似的拿著焊槍在兩塊木頭之間吱吱的噴火,,恐怕得打119報(bào)火警了。
7 ^. Q1 K% ]1 q. a! W5 Z$ A不過(guò),,我們今天要說(shuō)的焊接確實(shí)是應(yīng)用于木制品的連接,,但不同于常見(jiàn)鐵器焊接需要超高熱源的導(dǎo)入。到底是什么神秘的技術(shù)呢,?不要著急,,本文講給大家介紹的就是“圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接技術(shù)”。
5 p" `8 {- R2 _2 | R現(xiàn)在的木制品連接方法不好嗎,?
. p9 x( ~: r' h8 n# e1 j# |當(dāng)然不是,!實(shí)木家具的生產(chǎn)與裝配技術(shù)發(fā)展至今,已趨于成熟和穩(wěn)定,,但仍然有值得改善的空間和余地,。
" A5 b$ G. k2 x) L" g傳統(tǒng)的榫卯接合生產(chǎn)工藝復(fù)雜、木材損失嚴(yán)重,;金屬件連接中的金屬件易出現(xiàn)銹斑或被腐蝕而影響到接合的強(qiáng)度,;圓棒榫接合,在組裝時(shí)須在榫孔內(nèi)或榫上涂膠,,因此存在膠液易污染非接合表面,、生產(chǎn)和使用中有一定污染物質(zhì)釋放的情況。 1 U. B1 k* d e9 }$ U
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而我們要說(shuō)的圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接技術(shù)是二十世紀(jì)末,、二十一世紀(jì)初從歐洲發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),,圓棒榫在預(yù)先鉆好的圓榫孔中(孔徑比圓棒榫的直徑稍小)高速旋轉(zhuǎn),,且不加任何膠粘劑或其它任何材料,,而固定在鉆好孔的木基材中或?qū)⒒南鄬?duì)固定,是一種瞬間接合,、經(jīng)濟(jì),、環(huán)境友好、極具發(fā)展?jié)摿Φ哪静慕雍霞夹g(shù),。
, t" p5 u1 o/ O( H! G到底啥是圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接,?
2 s5 E5 \) F1 t6 `0 {如何給這種技術(shù)下定義呢?相關(guān)學(xué)者是這樣描述的:不添加任何黏合劑,,高速旋轉(zhuǎn)的圓棒榫通過(guò)摩擦而致其與木基材在瞬間(2-4秒)接合并具有一定強(qiáng)度的連接技術(shù),,稱之為圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接,。 ( ]* T# G; Y1 _, R$ P$ \9 Q2 t
▲圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接示意圖
0 q2 L1 {: K4 O# [ T* `/ n劃重點(diǎn)了,“高速旋轉(zhuǎn)”,、“摩擦”,、“瞬間接合”無(wú)疑是該技術(shù)的特點(diǎn),可還是不明白的是:為什么這樣做就可以實(shí)現(xiàn)所謂的“焊接”呢,?
. }7 i0 i! x. r) u3 l原理是這樣的: 圓棒榫高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)入榫孔,,在接觸界面間,圓棒榫和榫孔內(nèi)壁摩擦而產(chǎn)生高溫,,木材纖維無(wú)定形區(qū)的高分子聚合物(主要是木質(zhì)素,,也有部分半纖維素)被軟化、融化,,而纖維形成纏結(jié)網(wǎng),,融合在融熔的木材高分子聚合物中,當(dāng)圓棒榫停止轉(zhuǎn)動(dòng)后,,冷卻固化形成了焊接帶而連接在一起,。 * Z; f6 ~- e* a% l) p- J
▲焊接帶的表觀和微觀結(jié)構(gòu)
5 G: O9 X" c+ n: \) C$ M; @/ ^5 u從上圖可以看出焊接帶的顯微互相交織相連,當(dāng)木材摩擦焊接完成后,,在形成的“新界面”木質(zhì)素和半纖維素(糠醛,、木聚糖)發(fā)生聚合和交聯(lián)化學(xué)反應(yīng),因此圓棒榫停止旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)后,,為了保證一定的接合強(qiáng)度,,還需保持一定瞬時(shí)的壓力。
/ S9 s& G4 G/ H6 N圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接技術(shù)如何應(yīng)用呢,?
/ ~: A+ e- ?, Y, R. k圓棒榫是家具工業(yè)中較常見(jiàn)的插入榫,,板式家具部件之間的接合與定位、實(shí)木框架的接合均可通過(guò)圓棒榫將若干個(gè)部件組裝在一起,。
+ ^0 s6 o; x# s; P9 R. _近年來(lái),,高速旋轉(zhuǎn)圓棒榫木材焊接技術(shù)在歐洲已于家具部件直接和角部結(jié)合兩類連接方式中展開(kāi)應(yīng)用研究,其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,、產(chǎn)品穩(wěn)定性符合相關(guān)要求,。 v- |4 f! x% a' u- m
實(shí)木家具直接結(jié)合怎么用?
; S; M5 F# W7 g. b1 g' l實(shí)木家具中的直接結(jié)合是最基本的裝配方式之一,,如果采用圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接,,結(jié)果如何一定是大家最為關(guān)心的問(wèn)題。 0 @4 g- }8 s% V1 [6 S7 o
研究人員選取斜接,、搭接和鳩尾接三種家具部件直接結(jié)合方式,,對(duì)圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接體與圓棒榫膠接合體、釘接合體進(jìn)行力學(xué)性能比較,研究結(jié)果認(rèn)為圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接較釘接有較好的強(qiáng)度和剛度,、與圓棒榫膠接強(qiáng)度和剛度相當(dāng),,可以在家具部件裝配中應(yīng)用。 - K& l8 C& z, d" h* m- j5 R
▲不同角度和數(shù)量的斜接 $ \( S% e4 j; N4 I
▲不同角度和數(shù)量的搭接 + U" q- ^! J9 }8 t& Z
▲不同角度的鳩尾接 ( F4 L' H x! g& a8 ^" _6 w l
實(shí)木家具角部結(jié)合怎么用,?
7 I7 }0 }$ D- ^6 T# G, E2 m角部結(jié)合也是家具結(jié)構(gòu)中的重要部分,其主要有“L”型和“T”型兩種連接方式,。
: ?/ j/ J9 _, U: v0 w, y4 C性能好的“T”型連接可以提高家具角部結(jié)合強(qiáng)度,,其強(qiáng)度和剛度對(duì)家具產(chǎn)品質(zhì)量十分重要。
) h0 P3 L- z" t% x# ^. S! b▲T型結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能測(cè)試
8 @6 t& ^# H* V- u家具中的“L”型結(jié)合是家具外框連接的常用形式,,由于這種結(jié)合中受力點(diǎn)在木材邊部,,“L”型連接部件的力學(xué)性能相對(duì)于“T”型結(jié)合差。 " Q+ T- W" i9 Z6 a$ N0 y9 r) Q
經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明,,榫卯結(jié)合的“L”型部件通過(guò)一定數(shù)量的圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接技術(shù),,連接過(guò)程中未添加任何物質(zhì),且其力學(xué)強(qiáng)度符合歐洲標(biāo)準(zhǔn),。 $ r; @9 n/ C/ s
有沒(méi)有典型的技術(shù)應(yīng)用案例呢,? & d$ N0 ^/ o& y
有的。隨著圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接技術(shù)的不斷發(fā)展,,在歐洲將其應(yīng)用到家具生產(chǎn)裝配中正如火如荼展開(kāi)研究,。
5 Q5 ^/ y% r4 ^! ^4 b2 V如著名荷蘭建筑設(shè)計(jì)大師赫里特·里特費(fèi)爾德設(shè)計(jì)的極簡(jiǎn)抽象派Z字型椅,用四塊櫸木板以間距為32mm圓棒榫,,不添加任何物質(zhì),、僅通過(guò)圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接組裝。
0 O4 F" a5 j: g; o: [▲使用圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接的Z字椅 / v9 u6 ?7 X8 v. m# l
▲使用圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接的柜子
6 b/ R. }$ m& @▲圓棒榫高速旋轉(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)
( A; q2 v6 R* ~% `# V [圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接在國(guó)內(nèi)有前景嗎,?
- j F( J I, Z5 y. S! }如果技術(shù)成熟且成本得到有效控制的話,,這項(xiàng)連接技術(shù)應(yīng)當(dāng)是具有不錯(cuò)前景的。
8 f+ E9 S9 W t5 v* g" ^首先,,在國(guó)內(nèi)家具業(yè)界時(shí)而爆料因有毒物質(zhì)(如甲醛)釋放而引起的糾紛,,無(wú)任何物質(zhì)添加的圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接技術(shù)能滿足國(guó)人對(duì)高質(zhì)量家具生活品質(zhì)的追求; & k o) M7 s9 n8 B
圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接強(qiáng)度與木材樹(shù)種有關(guān),,國(guó)外已在櫸木,、桉木等硬闊葉材中開(kāi)展了研究、應(yīng)用,,國(guó)內(nèi)中高檔紅木家具中應(yīng)用這一技術(shù)也可行,; 9 C5 w% q0 H9 |
對(duì)于人造板中應(yīng)用木材焊接技術(shù),國(guó)外已對(duì)刨花板,、中密度纖維板,、膠合板、定向刨花板等開(kāi)展研究,對(duì)于圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接人造板家具可以進(jìn)行嘗試,; # N( y4 u7 ~; I$ I, G9 M8 u
在家具生產(chǎn)企業(yè),,可以對(duì)32mm系列孔加工設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn),通過(guò)圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接技術(shù)來(lái)組裝家也是可行的,。
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