木材焊接工艺大揭秘

导读:
如果我告诉你,木材还能焊接,你会相信吗?本文就为您带来木材摩擦焊接的相关内容及知识。

谈及木材连接,我们都知道这是木结构的关键部位,木材因天然尺寸有限、或结构构造需要,而采用不同的连接方式,将木料连接成结构和构件。

1、榫卯结合方式

利用木材承压传力,采用榫卯进行接件连接,使结构在承受水平外力时,能有一定的适应能力。根据榫头与工件的配合关系有整体榫(粽角榫、抱肩榫、燕尾榫、直角榫、椭圆榫等),分体榫(圆棒榫、饼形榫等)及复合榫三类。

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2、金属连接方式

木材经过简单的打孔开槽后利用偏心轮、螺栓、枪钉等工件进行连接,可实现简单的安装组合。

3、胶粘连接方式

通过胶合粘结的方式能更加快速的使木材达到良好的连接效果,构成了木结构的新视角。

以上都是一些常见的木材连接方式,如果我告诉你,木材还能焊接,你会相信吗?

你一定会觉得我在天方夜谭,因为焊接木头,那不是“火上浇油”的事吗,谁都知道木材最惧怕高温和火。我们今天要说的焊接确实是应用于木制品的连接,但不同于常见铁器焊接需要超高热源的导入。到底是什么神秘的技术呢?下面就为大家带来详细介绍。

什么是木材摩擦焊接?

木材摩擦焊接是指木材在外力的作用下,通过摩擦生热,使半纤维素和木质素受热软化、融合,在交界层形成交联网状结构,冷却固化后实现无胶胶合的一种固态焊接方法。

木材摩擦焊接过程是按照摩擦阶段和冷却阶段的原理来进行的。

焊接方式有哪些?

木材的焊接方式的有很多,主要分为线性摩擦焊和旋转摩擦焊两种。

1、线性摩擦焊

在木材表面施加压力,两块木质基材在一定振幅和频率下进行往复地线性摩擦运动,相邻面的木质素和半纤维素融合,并在保压冷却后形成强度的焊接方式。

2、旋转摩擦焊

在一定压力下将旋转的圆木榫插入预留钻孔,在圆木榫外侧与钻孔内侧形成熔融界面,进一步冷却后实现连接的焊接方式。

当两基材沿平行于纤维方向焊接时,线性摩擦焊接能获得更好的机械性能。

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木材摩擦焊接有什么优势?

1、低碳

对于焊接温度要求较高的木材像挪威云杉,焊接过程的主要挥发物为水蒸气、来自木材聚合碳水化合物及木质素的降解物和少量CO₂等,未发现CO和甲烷等有害气体。焊接温度较低的木材如山毛榉等,在焊接过程中并无气体或降解挥发物产生。

2、环保

与传统PVAc粘合剂相比,木材焊接能有效减少CO₂及其他有机化合物的挥发,对于环境保护的贡献可见一斑。

3、强度高

研究发现焊接20S冷却后的粘结剪切强度即可达到极限剪切强度的70%,整个焊接过程能在1分钟内完成,不同于传统胶合连接需要大量时间固化粘合剂。

4、提高性能

与传统的木钉连接及胶黏剂胶合相比,木材焊接技术能起到相当的连接作用,甚至在特定工艺下的指导下能获得更为优良的力学性能。

木材摩擦焊注意事项

摩擦焊接的接合效果受焊接材料、焊接工艺的影响较大,对于不同形式的焊接,其影响因素不尽相同。

1、共同方面

木材种类、纹理方向、含水率、添加剂等是影响线性摩擦焊接和旋转摩擦焊接的共同因素,在进行加工时需要注意。

2、线性摩擦焊接

在进行线性摩擦时需注意焊接机参数施加压力、焊接频率、振幅、焊接时间、保压压力及保压时间等。

3、旋转摩擦焊接

在进行旋转摩擦时对木材种类、圆木榫直径、旋转速率和预留孔隙直径的差值以及木榫插入速度这些方面需要注意。

木材摩擦焊接作为一种非常具有发展前景的连接技术,为未来的发展奠定了良好的基础。