木材也能焊接？圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接技術(shù)來了解一下,！(轉(zhuǎn)）

彭貴飛

提到焊接,，你能想起什么呢？

火星四濺,？高溫高熱,？閃瞎了眼？

2 Q8 `7 N, w/ Y# A  b+ }' v

不管你想到什么,，反正你不大可能想到我們的家具,，更不會與木材聯(lián)系在一起。為什么?因為你會覺得焊接木頭,，那不是“火上澆油”的事嘛,，誰讓咱們鐘愛的木材最懼怕高溫和火啊。

嗯,！你說的沒錯,，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報火警了,。

不過,，我們今天要說的焊接確實是應(yīng)用于木制品的連接，但不同于常見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)”,。

; L( w; ~# ^/ d4 d$ h

現(xiàn)在的木制品連接方法不好嗎,？

當(dāng)然不是！實木家具的生產(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。

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。

9 K! E. q9 q% K

而我們要說的圓棒榫旋轉(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�材相對固定，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),。

到底啥是圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接,？

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。

▲圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接示意圖

劃重點了,，“高速旋轉(zhuǎn)”,、“摩擦”、“瞬間接合”無疑是該技術(shù)的特點,，可還是不明白的是：為什么這樣做就可以實現(xiàn)所謂的“焊接”呢,？

9 l. b; ~  u) w+ }* p# C; q% h

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)動后,，冷卻固化形成了焊接帶而連接在一起。

▲焊接帶的表觀和微觀結(jié)構(gòu)

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)運動后,，為了保證一定的接合強(qiáng)度，還需保持一定瞬時的壓力,。

. A5 n( u' R6 |  E" q% E

圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接技術(shù)如何應(yīng)用呢,？

, C" J6 Q: ^, u0 J( n

圓棒榫是家具工業(yè)中較常見的插入榫,，板式家具部件之間的接合與定位、實木框架的接合均可通過圓棒榫將若干個部件組裝在一起,。

近年來,，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,。

實木家具直接結(jié)合怎么用？

$ |* N- B4 R: \' X- B

實木家具中的直接結(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)心的問題。

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,。

( k3 M6 Z7 x* `6 b7 m( Y6 i) r

▲不同角度和數(shù)量的斜接

& f9 N. b* z, E

▲不同角度和數(shù)量的搭接

▲不同角度的鳩尾接

( [- h4 P: V0 h% ?

實木家具角部結(jié)合怎么用？

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,。

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)度和剛度對家具產(chǎn)品質(zhì)量十分重要,。

▲T型結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能測試

# j/ i7 S" s# K2 _

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)合中受力點在木材邊部，“L”型連接部件的力學(xué)性能相對于“T”型結(jié)合差,。

" U2 h! I; g3 `2 C4 j3 J, Z0 b

經(jīng)實驗表明,，榫卯結(jié)合的“L”型部件通過一定數(shù)量的圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接技術(shù)，連接過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),。

有沒有典型的技術(shù)應(yīng)用案例呢？

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研究。

如著名荷蘭建筑設(shè)計大師赫里特·里特費爾德設(shè)計的極簡抽象派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)、僅通過圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接組裝,。

▲使用圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接的Z字椅

▲使用圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接的柜子

# B" @2 r( e  ~

▲圓棒榫高速旋轉(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)

$ |. c  E; w& ^) S7 V

圓棒榫旋轉(zhuǎn)焊接在國內(nèi)有前景嗎,？

如果技術(shù)成熟且成本得到有效控制的話,，這項連接技術(shù)應(yīng)當(dāng)是具有不錯前景的。

首先,，在國內(nèi)家具業(yè)界時而爆料因有毒物質(zhì)（如甲醛）釋放而引起的糾紛,，無任何物質(zhì)添加的圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接技術(shù)能滿足國人對高質(zhì)量家具生活品質(zhì)的追求；

圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接強(qiáng)度與木材樹種有關(guān),，國外已在櫸木,、桉木等硬闊葉材中開展了研究、應(yīng)用,，國內(nèi)中高檔紅木家具中應(yīng)用這一技術(shù)也可行,；

0 @/ }* m( n' E# E9 C8 z

對于人造板中應(yīng)用木材焊接技術(shù)，國外已對刨花板,、中密度纖維板,、膠合板、定向刨花板等開展研究,，對于圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接人造板家具可以進(jìn)行嘗試,；

1 c6 b, @6 Y- j/ z2 A

在家具生產(chǎn)企業(yè)，可以對32mm系列孔加工設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn),，通過圓棒榫旋轉(zhuǎn)木材焊接技術(shù)來組裝家也是可行的,。

3 j& V9 Y) f: _! `/ d1 Y8 j

ィ心兂鎅

木工都是用榫接的,，牢固的很，根本不需要焊接

魍者歸來

作為一名家傳的菜鳥木匠,，對該技術(shù)表示“呵呵噠”

未來第一站

摩擦焊^_^

threetigher

老早看到過,，還是給LZ點個贊!

eddyjay

啥都能焊

滄海_云帆

不錯，創(chuàng)新精神

15275220310

為啥會融化而不是燃燒起來了