Соединение бруса между собой: способы стыковки под прямым углом, продольное и угловое соединение

Виды крепежных изделий

Соединение брусков под прямым углом выполняется разными методами. На деле все они разделяются на 2 типа: с применением дополнительного крепежа и без него. Связано это с тем, что крепление для таких стыковок выполняется из металла, а свойства последнего сильно отличаются от характеристик дерева.

Уголок – универсальный крепеж. Бруски устанавливают под 90 градусов при любом соотношении длины, с одной или обеих сторон ставят металлический уголок и фиксируют его саморезами, гвоздями или винтами. Поскольку выпускаются детали с разным углом между пластинами, можно закрепить бруски под любым нужным углом.

Могут использоваться фигурные стальные пластины, железные скобы.

Сборка без уголков более распространена, хотя и требует большего опыта и умений. При этом в одном или двух брусках проделывают пазы и вставляют элементы так, чтобы они образовали одно целое. Благодаря разнородной структуре дерева при сцеплении возникает очень большая сила трения, поэтому крепеж получается очень надежным.

Склеивание

Склеивание деревянных деталей проводят следующим образом:

Склеиваемые поверхности очищают тряпкой без ворса, а шероховатости зачищают мелким наждаком.
Используя картонную палочку, наносят столярный клей ровным тонким слоем по всем необходимым поверхностям.
Смазанные клеем поверхности нужно потереть друг о друга. Это обеспечит ровное соприкосновение и прочное склеивание.
Детали нужно стянуть друг с другом, чтобы на стыках удержание было надежным. Убедиться в прямоте углов позволит измерение диагоналей. Они должны быть равны. Если это не так, положение элементов нужно подправить.
Соединение укрепляется путем высверливания направляющих отверстий, в которые вбиваются отделочные гвозди или вворачиваются шурупы. Головки шурупов должны быть утоплены, для этого отверстия нужно расточить. Гвозди углубляют, используя пробойник.
Отверстия с гвоздями замазываются шпаклевкой для дерева. Отверстия, расточенные под шурупы, закрывают деревянными заглушками из твердых пород, смазанных клеем. Когда клей или шпаклевка высохнут, поверхность зачищают наждаком так, чтобы она была гладкой, и затем покрывают лаком.

Способы продольного соединения

Соединение брусков из древесины возможно в продольном направлении для удлинения элемента и в поперечном. Чтобы состыковать балки в длину, предлагают следующие технологии.

На коренной шип – в торцах элементов вырезают шип и паз и соединяют. Им рекомендуется придать форму трапеции – «ласточкин хвост». Такой вариант исключает возможность горизонтальных колебаний.
Продольный на нагелях – в торцах бруса вырезают пропилы. Затем в получаемый паз забивают шпонку. Эту деталь делают из породы более твердого дерева. Для надежности шпонку смазывают клеем. Затем второй брус буквально набивают на планку встык с первым.
«В полдерева» – на торцах делают более сложный распил с углом в 90 градусов и глубиной в половину толщины бруса. При продольном соединении сцепление нужно дублировать шпонкой. Для этого в месте стыковки высверливают отверстие и после совмещения брусьев забивают в него деревянную шпонку или нагель. Можно продублировать крепеж металлическими скобами.
Способ косого замка – сначала концы брусков спиливают под углом. Угол небольшой, поэтому спил получается достаточно длинный. Затем в верхней части вырезают углубление прямоугольной формы и под некоторым углом. Получается комбинация углубления и выступа. То же самое проделывают со вторым брусом. Стыкуют элементы, высверливают отверстие под крепеж и забивают в него деревянную шпонку. Метод сложный, но соединение обеспечивает очень прочное.

Удлинить брус с помощью металлического крепежа невозможно.

Сплачивание досок

Ящики и составные части макетных корпусов производят из раздельных элементов древесины. В данном случае применяются такие виды соединений как сращивание, сплачивание или вязка. Сплачиванием можно назвать стыковку досок по их параметрам: толщина или ширина, у которых волокна древесного материала расположены параллельно. Метод сплачивания в основном применяется для создания громоздких строений.

Для производства цельных лесозаготовок из индивидуальных компонентов используют гвозди, шурупы, клей, нагели, а при сплачивании разъемных заготовок применяют шины и клинья. Часто встречающимся приемом сплачивания считается слияние элементов схлестыванием встык кромками либо пластями. Чем тоньше доска в процессе сплачивания, тем меньше вероятность деформации материала.

В процессе сплачивания важно принимать во внимание размещение годичных слоев на древесине. В сравнении с лесозаготовками, которые соединены кромками, заготовки сплаченные встык пластями значительно устойчивее и буквально не поддаются деформации. Для разъемных корпусов древесный материал сплачивают так, чтобы годичные кольца располагались выпуклой частью к плоскости разъема, а для строения разъемных ящичков маленького размера – в обратном порядке. Сплачивание, выполненное стыковкой доски в фалец и в шпунт, не обеспечит крепкой сбитой линии шва. Данный вид стыкования применяют для выпуска товара без адгезии, применяемый в условиях высокой влажности.

Виды сплачивания:

Сплачивание на гладкую фугу. Доски предварительно фугуют, стыкуют, смазывают клеем, закрепляют фиксаторами до высыхания;
Сплачивание с внедрением добавочных связей. Доски предварительно выравнивают, во фронтонах высверливаются проколы для шпилек. Вбивают скобы для увеличения долговечности;
Сплачивание несущих составляющих. Стыковка досок в половину дерева с накладной частью на площадь стыковки усиливающих планок.

Способы углового соединения

Угловое соединение бруса между собой, с одной стороны, проще, так как сцепление здесь намного лучше; с другой – сложнее, так как предполагает вырезание множества пропилов и шипов разной формы.
Различают 2 основных технологии.

«В чашу» – точнее говоря, с остатком. В этом случае после скрепления какая-то часть бруса остается снаружи угла.
«В лапу» – или без остатка. Угол выглядит ровным.

Способ выбирают с учетом параметров материала и геометрии всей постройки. Например, соединять оцилиндрованный брус в углах избы методом без остатка не имеет никакого смысла.

С остатком

Такая стыковка выполняется за счет замочных пазов. По их числу и типу различают 3 варианта.

Одностороннее соединение – на одном брусе выбирают паз с сечением, равным сечению второго бруса, но меньшей глубины. Второй элемент просто вставляют в первый. Метод прост и надежен.
Двустороннее – пропил делают в обоих брусках и укладывают паз и в паз. Получается двустороннее крепление, одинаково прочное по обоим направлениям.
Четырехстороннее – изменяют форму бруска ближе к концу так, чтобы при соединении они укладывались в паз, но каждый следующий элемент возвышался над плоскостью стыковки. В этом случае бруски соединяются и удерживаются силой сцепления с 4 сторон.

Чем сложнее способ стыковки, тем больше подготовки и расчетов он требует.

Без остатка

Крепить под прямым углом можно и без остатка. Вариантов здесь немало.

«В полдерева» – как и при продольном соединении, на концах брусков выпиливают пропилы глубинно в половину толщины. Материал укладывают друга в друга пазом в паз и получают прочное скрепление. Можно продублировать его шпонкой. В этом случае в верхней части пропила проделывают еще один, маленького размера, и при стыковке вбивают в полученное отверстие шпонку.
Встык – незатейливый крепеж на скобы или пластины. Дерево не обрабатывается, а попросту укладывается с плотным прижимом торцов и фиксируется уголками, порой даже саморезами. Такой крепеж нужно дублировать уплотняющим материалом, поскольку стыки невозможно сделать достаточно плотными.
Коренной шип – в одном элементе, любом, выпиливают паз, в другом – шип такого же размера. При соединении шип входит в паз, буквально сращивая элементы. Технология обеспечивает полное сохранение тепла. Допускается дублирование деревянными панелями.
«Ласточкин хвост» – напоминает метод «в полдерева», но пазы делают трапециевидной формы. Рассчитать их и сделать сложнее, но при этом увеличивается площадь сцепления и прочность стыковки.
«В лапу» – на торец делают присек, что является характерной чертой такого соединения. Пазы делают примерно в половину толщины и с наклонными плоскостями. Они чуть проще, чем «ласточкин хвост». Такой вариант советуют использовать при сооружении межкомнатных перегородок, поскольку этот угол легко продувается.

Промышленным путем в брусках делают пазы и выступы более сложной формы. Однако для этого требуется специальное оборудование.

Разновидности

Вам будет интересно:Сапожник без сапог – значение выражения

Существуют разные виды столярных соединений.

Они регламентированы ГОСТом 9330-60 и могут относиться к одной из указанных в стандарте групп. Соединения могут быть следующими:

По длине. Это позволяет совместить детали, которые примыкают друг к другу торцами. К этой категории относятся сращивание и наращивание. Одним из самых часто применяемых вариантов является соединение типа шип. Существует несколько разновидностей подобных совмещений. Какие столярные шиповые соединения вы знаете? У каждого столяра есть свой опыт в применении подобных стыков.
По кромке. Этот тип совмещения называется сплачиванием. Он применяется для двух или больше заготовок с целью получения широкой детали.
Угловые концевые. Принцип похож на столярные шиповые соединения. Но в этом случае детали сходятся под определенным углом. Эта методика применяется в ходе создания мебели.
Угловые срединные. При создании такого соединения одна деталь примыкает к другой либо своим торцом, либо пересекает его полностью под определенным углом. В первом случае соединение называется примыканием, а во втором – пересечением. Такая техника используется преимущественно для создания щитов.
Ящичная вязка. Применяется для соединений широких элементов. Чаще всего такие стыки делают при сборке коробок, ящиков. Этот тип соединений также может быть концевым или срединным.

Способ стыковки выбирается в соответствии с назначением изделия.

Т-образное соединение бруса

К такому соединению прибегают при сооружении стен внутри дома и сопряжении их с внешними или между собой.

Полусковородная – на перпендикулярном брусе выпиливают выступ с одной ровной стороной и с другой в виде трапеции. Толщина примерно в половину бруска. В сопрягаемом элементе – паз такого же размера и конфигурации.
Замочный паз – в брусках вырезают пропил для шпонки. При стыковке шпонку забивают в отверстие, и она удерживается соединением.
Сковородная – выступ в перпендикулярном бруске делают симметричной трапециевидной формы. Стыковка сложнее, так как для вбивания перпендикулярного элемента в основной брусок требуется усилие. Зато крепеж надежный.
Прямой паз на коренном шипе – трехсторонняя стыковка. В торце перпендикуляра вырезают паз сложной формы и с мелкими пазами по обоим сторонам. Два бруса основной стены стыкуют с перпендикуляром ребром так, чтобы образовать с внешней стороны одну плоскость. Удержание происходит за счет вхождения шипов в пазы перпендикуляра.

В жилище не рекомендуется заменять Т-образную стыковку крепежом на уголок. Последний выглядит крайне неэстетично.

Скрытые шипы

Прямоугольное соединение, скрепленное вставными шипами, выглядит наиболее аккуратно, поскольку шипы полностью скрыты.

Вставляют шипы поперек стыковочного шва и как можно ближе к внутренней стороне рамы. Отверстия для шипов сначала высверливают на одной планке. Затем с помощью маркировочных штифтов, вставленных в готовые отверстия, определяют места для сверления в другой планке.

Есть и другой способ маркировки: в планку вбивают маленькие гвоздики, потом их откусывают клещами. При плотной стыковке двух планок выступающие кончики оставят нужные метки на второй заготовке.

Два или три вставных шипа придадут дополнительную жесткость любому соединению, даже если это большие и тяжелые рамы.

Только при точном совпадении отверстий для вставных шипов можно получить безупречное прямоугольное соединение с двух деталей рамки.

Выбирание паза на дереворежущем станке

При выбирании паза на специальном дереворежущем станке необходимо использовать направляющую планку. Такой способ подойдет как нельзя лучше для длинного продольного паза. Таким образом, весьма удобно делать пазы для стандартных держателей мебельных полок.

Таким образом, весьма удобно делать пазы для стандартных держателей мебельных полок.

Как только вы смогли установить глубину резания и отрегулировали планку направления, можно смело прорезать пазы. Так как в этом случае любой продольный паз будет находиться на одинаковом расстоянии с другим пазом на краю заготовки.
На таком станке можно выбрать и поперечный паз, но чем длиннее деталь, тем труднее будет с ней работать.
Порядок выбирания пазов: пробный пропил и окончательный пропил.

Чем склеивать древесину. Технология

Существует несколько способов соединения деталей при склеивании.

Склейка дерева на гладкую фугу – соединение гладких деталей, без увеличения площади проникновения.

Склейка на микрошип – увеличение площади проникновения на 2,5 – 5 мм за счет создания на детали зубчатого рельефа (с помощью фрезера).

Склейка на зубчатый шип – увеличение площади проникновения на 10 мм за счет создания зубчатого шипа.

Склейка на шпунт-гребень (шип-паз, ласточкин хвост, косой шип) – дополнительное сцепление за счет пазового соединения.

Хотя в определенных ситуациях, когда предполагаются особые условия применения, актуальны пазовые и шиповые соединения, в большинстве случаев детали склеиваются на гладкую фугу. Современные клеевые составы проникают глубоко в структуру и создают прочный шов без дополнительной выборки древесины.

Как склеить доски между собой. Параметры

Склеиваемая древесина должна иметь показатель влажности в пределах 8 – 12%, максимум – 18%. Если есть необходимость склеить влажные детали, используют специальный состав, в процессе затвердевания он вытягивает влагу из дерева. При склеивании болванок с различной влажностью не допускается перепад больше 2%, чтобы избежать внутреннего напряжения в клеевом шве из-за деформации более влажной детали. Температура склеиваемых заготовок колеблется в пределах 15 – 20⁰С, поэтому работы проводятся в теплых помещениях (18 — 22⁰С). На холоде большинство составов кристаллизуется, что приводит к ухудшению качества склейки и затрудняет процесс.

Заключительная подготовка древесины (строгание, фугование, обработка наждачкой) проводится непосредственно перед склеиванием, чтобы повысить проницаемость клея и избежать коробления. Важно не только подобрать детали по габаритам, структуре и внешним данным, но и правильно их расположить.

При склеивании по длине используются планки только одного типа распиловки – тангентальной или радиальной;
При склеивании и по длине, и по ширине не допускается чередование разных частей древесины – ядро укладывается с ядром, заболонь (молодая, крайняя часть) с заболонью;
Годовые кольца соседних заготовок из досок или брусков должны быть направлены в разные стороны или под углом друг к другу от 15⁰.

Стандартная толщина мебельных щитов – 2 см, но, чтобы склеить деревянные щиты в домашних условиях, при выборе досок для щита учитывается предположительный отход при обработке, поэтому заготовку подбирают толщиной до 2,5 см. Лишок снимется в процессе первичной обработки, при устранении дефектов, и после склейки, при шлифовании щита. Если распускать для мебельного щита доску в 5 см толщиной, получаются две заготовки с одинаковой текстурой и оттенком, что увеличивает декоративность изделия. Для щитов подбираются доски древесины одной породы, шириной до 120 мм, чтобы была возможность качественно обработать кромки щита, длина болванок должна иметь запас (2 – 5 см).

Клеящие составы

Клеи, используемые для изготовления клееной древесины, подразделяются на две основных группы.

Синтетические – получаемые на базе смол или поливинилацетатных дисперсий (ПВА). Они характеризуются повышенной прочностью получаемого соединения, влагостойкостью, биостойкостью. К недостаткам относится наличие вредных веществ, которые могут выделяться в окружающую среду в процессе работы и дальнейшей эксплуатации. Этим «славятся» составы на базе фенолформальдегидных смол. Современные ПВА дисперсии и их производные нетоксичны и обычно используются в бытовой сфере и считаются универсальными для дерева. Основная масса синтетических смесей готова к употреблению. Нуждается в доводке эпоксидный клей, для работы с ним входящий в комплект отвердитель смешивается с эпоксидной смолой.

Натуральные смеси – животные, растительные, минеральные. Безопасны, дают прочное соединение, но выпускаются в виде полуфабрикатов, которые приготавливаются перед использованием. Как клеить дерево ими: при приготовлении необходимо четко следовать инструкции и соблюдать дозировки, в противном случае качество клея не позволит получить прочное соединение. Для приготовления клея обычно требуется развести концентрат-порошок водой до нужной консистенции (может потребоваться определенный период для набухания) или расплавить твердые частицы. Не допускается прямое воздействие огня, применяется «водяная баня», на которой масса с добавлением воды после набухания расплавляется до однородной консистенции.

Как склеить дерево

При склеивании деревянных поверхностей клей наносится на обе детали равномерным слоем. Толщина слоя зависит от разновидности клея, его консистенции и типа склеиваемых поверхностей – чем тоньше древесина, тем тоньше слой. Клей должен смочить деталь, но не избыточно, при соединении элементов наружу должен выделиться ровный валик. Клеевые потеки удаляются с поверхности, как только немного схватятся, скребком или шпателем. Застывший лишний клей сильно портит внешний вид деталей и усложняет их дальнейшую обработку.

После нанесения клея детали выдерживают определенный промежуток времени, это позволяет составу проникнуть глубже, одновременно испаряется лишня влага, концентрация клеящих веществ повышается. Во время выдержки не допускается заветривание шва на сквозняке или его запыление. Некоторые разновидности натурального клея (костный, мездровый) нужно наносить в горячем виде, мгновенно скрепляя детали без выдерживания, так как по мере остывания состав теряет свои свойства.

Как склеивают древесину – технология и тонкости

Изготовление мебели своими руками приобретает все большую популярность и в силу дороговизны готовых изделий, и благодаря большому количеству исходных материалов, появившихся в свободном доступе. В домашних условиях с минимальным набором соответствующих инструментов реально собрать жизнеспособную мебель, которая будет исправно служить и радовать своим видом. Одним из максимально востребованных способов соединения древесины является склейка, позволяющая получить прочные, монолитные детали. Склеивание может использоваться как самостоятельный крепеж или как дублирующий, при применении внешних элементов, таких, как нагели, шпонки или саморезы.