Коробление древесины, что это такое

Покоробленность древесины — порок, при котором пиломатериалы изменяют начальную форму и коробятся. Это происходит из-за несоблюдений правил сушки и механической обработки, повышенной влажности и разбухания, чрезмерной внутренней напряженности дерева. Данный дефект ухудшает внешний вид и усложняет обработку древесины, уменьшает прочность и снижает сортность пиломатериалов. Кроме того, многие изделия с покоробленностью нельзя использовать по назначению.

Сделайте противоскольную направляющую для пиления и фрезерования

Вы можете изготовить две направляющие (длиной 1,2 и 2,4 м), чтобы использовать их с заготовками разной длины. Эти направляющие, рассчитанные на работу с конкретными циркулярной пилой и фрезером, можно сделать из одного листа фанеры толщиной 13 мм. (Рекомендуем взять фанеру, обе стороны которой отшлифованы.) Вот как это делается.

Отбейте меловым шнуром линию вдоль всего листа фанеры на расстоянии 280 мм от края. Распилите лист по этой линии циркулярной пилой.
Остальные распилы сделайте по направляющей, используя в этом качестве фабричную кромку отрезанной полосы. Из оставшейся части листа выпилите две полосы шириной 51мм, две полосы шириной 203 мм и одну полосу шириной 280 мм.
Опилите фанерные полосы до длины, указанной на рисунке сверху, а затем соберите направляющие. Тщательно удалите выступивший клей.
Когда клей высохнет, закрепите направляющие на верстаке, оставив свесы, необходимые для их дальнейшей подрезки. При помощи циркулярной пилы с диском, которым вы обычно пользуетесь, сделайте проход вдоль широкого края направляющей, ведя пилу вдоль упора, как показано внизу. Проделайте то же самое с другого края направляющей, но уже при помощи фрезера. В дальнейшем при фрезеровании по направляющей используйте фрезу того же диаметра, что и для первоначальной подрезки.

Чем обработать древесину средства защиты от гниения, возгорания и насекомых

Материалы и изделия из древесины довольно часто подвергаются возгоранию, гниению и повреждению насекомыми. Чем можно обработать древесину, чтобы надежно защитить материал?

Гниение древесины — это поражение дереворазрушающими грибами.

Возникновение этого процесса возможно при наличии трех условий:

влажности древесины в пределах 20-60% (древесина влажностью менее 20% и более 60% не гниет);
температуры воздуха в пределах от +2 до +40 °С (при более низкой и более высокой температуре дереворазрушающие грибы не развиваются);
повышенной влажности воздуха, препятствующей высыханию древесины.

Лучшими средствами защиты древесины от гниения и насекомых являются антисептики — вещества, препятствующими гниению. Их используют для бани, сауны и других помещений с повышенной влажностью.

Антисептики делятся на четыре группы: масла; масло- и органикорастворимые; растворимые, слабо вымываемые из древесины; водорастворимые, легко вымываемые из древесины.

Одними из лучших средств защиты древесины являются масло- и органикорастворимые антисептики на основе летучих растворителей — пентахлорфенол и нафтенат меди. Антисептирование древесины пентахлорфенолом почти не снижает ее физико-механических свойств. Древесина, пропитанная нафтенатом меди, плохо склеивается, полируется, окрашивается в зеленоватый цвет.

Водорастворимые слабо вымываемые антисептики при пропитке древесины проникают в стенки ее клеток. К наиболее распространенным относится пентахлорфенолят натрия. Специалисты, отвечая на вопрос «чем обработать древесину от гниения», часто советуют использовать состав «Селькур». Он уничтожает деревоокрашивающие и плесневые грибы, не влияет на качество древесины при ее склеивании и окрашивании. Состав «Селькур» защищает древесину от гниения при ее эксплуатации в средах с высокой температурой и влажностью.

К водорастворимым легко вымываемым средствам защиты древесины от гниения и возгорания относятся хлористые и кремнефтористые цинк и натрий, а также препарат ББК-2. Эти антисептики не влияют на физико-механические свойства древесины, за исключением кремнефтористого натрия и хлористого цинка, которые снижают ее прочность. Они применяются в качестве пропитки древесины, не подверженной в процессе эксплуатации постоянному воздействию влаги.

Отличить пропитанную антисептиками древесину от непропитанной можно, если добавить в антисептик пигменты в количестве 0,1% по массе.

Составы водных растворов антисептиков (% по массе):

кремнефтористый аммоний — 4,9; вода — 95;
кремнефтористый магний — 4,9; вода — 95;
кремнефтористый цинк — 4,9; вода — 95;
хлористый цинк — 4,9; вода — 95;
пентахлорфенолят натрия — 4,9; вода — 95;
динитрофенол— 3; кальцинированная сода— 1; вода — 96;
оксифифенолят натрия — 4,9; вода — 95;
кремнефтористый натрий — 4; технический аммиак — 1,7 (в пересчете на сухое вещество); вода — 94,2;
фтористый натрий — 2,2; кремнефтористый натрий — 0,7; вода — 97.

Составы 1 и 8 приготовляют при температуре воды 30-40 ᵒС, остальные — при температуре 95 °С.

Для защиты древесины от насекомых также используют инсектициды: растворы гексахлорана, хлорофоса, метафоса, хлорофоса, медного купороса, различных нафтенатов, а также растворы бурой и серной кислот.

А чем обработать древесину для повышения огнестойкости? Для этого материал покрывают огнезащитными веществами — антипиренами. При нагревании антипирены плавятся, покрывая древесину огнезащитной пленкой, которая перекрывает доступ кислорода. Покрытая антипиренами древесина не горит, а тлеет. К огнезащитным средствам защиты древесины относятся сульфитно-глиняные пасты (глинистые растворы с добавкой солей), хлоридные краски, растворы солей — бура, нашатырь, фосфорнокислый натрий и хлористый цинк.

Усушка и разбухание древесины.Коробление.

Почему в заголовок статьи вынесены несколько свойств древесины вместе ? Очень просто — как усушка, так и разбухание вызывают не только изменение размеров но и коробление древесины.

Уже на стадии заготовки пиломатериалов мы заведомо получаем доски, которые при сушке покоробятся. Это происходит из-за неравномерности высыхания слоёв древесины.Слои, более удалённые от сердцевины высыхают быстрее. Поэтому коробление происходит «лодочкой», а у срединных досок коробления почти нет, но зато к краям доски становятся заметно тоньше. Устраняется этот дефект методом фугования и протягивания деталей на нужную толщину, а также склеиванием щитов из узких полос древесины. (Существует ещё много различных видов коробления древесины, но принципы их устранения практически одинаковы.)

При усушке изменяются размеры деталей. Средняя величина этих изменений приблизительно равна:

вдоль волокон — 0,1 — 0,3 %
поперёк волокон (в тангенциальном направлении) — 6 -10%
поперёк волокон (в радиальном направлении) — 3 — 7 %

Но эти значения справедливы только для усушки от точки насыщения волокон до абсолютно сухого состояния, т.е. для полной усушки.

Но Вы ведь замечали, что на Ваших дверях по краям филёнок летом появляются светлые полоски, а осенью они исчезают. Это говорит о том, что древесина даже покрытая лаком, или краской всё равно реагирует на изменение влажности в окружающей среде. Дерево «играет». И играть оно будет всю жизнь.

Как избежать появления этих полосок мы поговорим, когда будем рассказывать об изготовлении дверей.

Конечно, столяру нет необходимости знать точные цифры, на сколько уменьшается ширина той, или иной детали? Но при изготовлении мебели из массива дерева нужно понимать смысл усыхания и коробления. Нужно понимать, что полагаться на современные клеи и шурупы, как это делают многие столяра, не стоит. Как никакой асфальт не остановит корни растущего дерева, так никакой намертво прикрученный к нижней части столешницы брусок не спасёт её от выгибания. Ведь уменьшение размеров в поперечном направлении, как мы писали выше, в 10-12 раз больше,чем в продольном. Вот и использовали старые мастера «ласточкин хвост» для вставки брусков в столешницы, а также «плавающий» способ их крепления к царгам стола.

Да и рамовые конструкции менее подвержены короблению и деформациям, чем большие клеенные щиты.

Приходилось мне видеть и разорванные двери и другие филёнчатые конструкции. Это был как раз результат разбухания филёнок. Неумелый, или неопытный мастер забывал дать «волю» филёнкам при сборке дверей, а то и вовсе, думая, что укрепит тем самым конструкцию, давал их наклей.

Но обо всём этом я расскажу позже, в рубрике » Изготовление столярных изделий».

На фото,взятом с сайта forest.geoman.ru показаны различные виды коробления пиломатериалов.

Поделиться в соц. сетях

В Мой Мир

Последние сообщения

Ограждение Террасы. Обзор и Метод Крепления22.06.2016
Шлифовальные Круги GravMan. Return20.06.2016
#4Выставка «Деревообработка».16.06.2016

Классификация пороков и дефектов древесины

Пороками

называются различные недостатки отдельных участков древесины, снижающие ее качество и ограничивающие возможность использования.

Эти недостатки возникают в растущем или срубленном дереве вследствие климатических условий, механических и биологических повреждений, а также ряда других причин.

Обычно в деревообработке пороки древесины рассматриваются как фактор, усложняющий работу и снижающий качество древесины. В резьбе по дереву, напротив, многие разновидности пороков вполне допустимы, а иногда составляют существенную часть художественного замысла.

Так что резчику по дереву полезно знать о различных пороках древесины, знать их особенности и уметь с ними обращаться.

Рассмотрим сначала общую классификацию пороков древесины, а затем расскажем об их разновидностях более подробно.

Пороки древесины подразделяются на следующие группы:

сучки;
трещины;
пороки формы и строения ствола;
грибные и биологические повреждения;
химические окраски;
инородные включения;
дефекты (или механические повреждения и по- коробленности).

К дефектам относятся пороки механического происхождения, которые возникают при заготовке, транспортировке, сортировке и механической обработке древесины.

СУЧКИ

Сучки — это части ветвей (их основания), заключенные в древесине. Различают семь разновидностей сучков:

по положению
— пластевые (т. е. выходящие на пласть доски или бруска); кромочные (выходящие на кромку доски); ребровые; торцевые; сшивные (если сечение сучка выходит одновременно на два ребра одной и той же стороны доски);
по форме разреза сучка на поверхности материала — круглые, овальные, продолговатые;
по взаимному расположению — групповые, разбросанные, разветвленные;
по степени зарастания — открытые и заросшие;
по степени срастания — сучки сросшиеся; частично сросшиеся; несросшиеся; выпадающие (т. е. сучки, не имеющие срастания с окружающей древесиной и поэтому держащиеся ненадежно);
по выходу на поверхность — сучки односторонние и сучки сквозные;
по состоянию древесины — сучки здоровые; роговые; ослабленные; рыхлые; здоровые сучки с трещинами; загнившие; гнилые; табачные. Здоровые сучки
не имеют никаких признаков гнили. Окрашены либо в цвет окружающей древесины, либо — в несколько более темный.

Роговые сучки

имеют здоровую древесину, но обильно пропитаны смолой и дубильными веществами. Окрашены значительно темнее, чем окружающая древесина. Часто обладают повышенной твердостью. В просушенной древесине склонны к выпадению.

Ослабленные сучки

окружены здоровой древесиной, но уже затронуты начальной стадией загнивания. На этой стадии древесина сучка еще сохраняет свою структуру и твердость, но в некоторых местах (а иногда и полностью) изменяет свою окраску.

Рыхлые сучки

окружены здоровой древесиной и еще не утрачивают свою форму, но их собственная древесина уже полностью или частично потеряла первоначальную структуру и довольно сильно размягчилась.

Табачный сучок

— это гнилой сучок, в котором выгнившая древесина полностью или частично представляет собой рыхлую массу, легко рассыпающуюся в порошок. Масса имеет ржаво-бурый цвет, напоминающий цвет табака, откуда и возникло название.

Сучки представляют собой неизбежный и наиболее часто встречающийся порок древесины. Этот порок ухудшает строение древесины и усложняет ее обработку.

Для большинства видов резьбы древесина с сучками малопригодна, поэтому выбирают древесину без сучков или сучки удаляют и делают специальные вставки.

Существуют, однако, разновидности резьбы, в которых сучки не только не портят внешний вид изделия, но и входят как составная часть в художественный замысел. Кроме того, сучки иногда используются отдельно от древесины в изготовлении различных женских украшений и других мелких декоративных изделий.

Влажность древесины

но длине на слои толщиной 4 мм. Путем измерения длины этих слоев до и после раскроя определяют изменение их размеров и находят величину относительной деформации каждого слоя. Вторую секцию распиливают на слои толщиной 8—10 мм; полученные брусочки с направлением волокон, перпендикулярным их длине, используют для определения модуля упругости (при статическом изгибе с нагружением в двух точках). На основании полученных величин относительной деформации ε и модуля упругости Е вычисляют для каждого слоя напряжения а по формуле:
По полученным данным строится кривая распределения (эпюра) напряжений по толщине доски (рис. 37). Величина остаточных напряжений после камерной сушки значительно выше, чем после атмосферной. В пиломатериалах из древесины лиственных пород остаточные напряжения больше, чем из древесины хвойных пиломатериалов. Так, в поверхностном слое буковых досок сжимающие остаточные напряжения достигали 45 кГ/см2, а растягивающие во внутренней зоне 22 кГ/см2, в то время как у сосновых досок напряжения равнялись соответственно 16 и 8 кГ/см2.

С некоторыми усложнениями (учет усушки и внесение соответствующих поправок при определении относительной деформации, предохранение от высыхания брусочков для определения модуля упругости) описанный метод может быть применен и для измерения внутренних напряжений в древесине в процессе атмосферной сушки и в момент окончания камерной сушки (при невыравненной влажности по сечению сортимента). Короблением древесины называется изменение формы сортимента при высыхании или увлажнении. Различают поперечное и продольное коробление.

Рис. 37. Эпюра остаточных напряжений в сосновой доске после камерной сушки.

Поперечное коробление выражается в изменении формы сечения сортимента. Например, квадратная форма сечения бруска после высыхания становится прямоугольной и даже ромбической, плоская доска приобретает желобчатую форму и т. д. Поперечное коробление вызывается различием между радиальной и тангенциальной усушкой: внутренняя (обращенная к сердцевине) пласть доски ближе к чисто радиальному направлению, а внешняя — к тангенциальному, поэтому размеры разных частей досок изменяются неодинаково. Поперечное коробление досок из данного бревна тем больше, чем ближе к сердцевине расположена доска.

Продольное коробление наблюдается двух видов: в форме выгибания (по длине), когда прямая доска после высыхания становится дугообразной, и в форме перекручивания, когда плоская доска принимает форму винтовой поверхности. Первый вид коробления вызывается разницей усушки вдоль волокон между двумя зонами древесины (например, если в бруске одновременно имеется заболонь и ядро или нормальная и креневая древесина), второй является следствием наклона волокон. На рис. 38 показаны разные виды продольного и поперечного коробления.

Строгать или нет зависит от ваших станков

После того как доски акклиматизировались в мастерской, можно выбрать один из двух вариантов действий. Либо сначала выровнять одну пласть на строгальном станке и обработать рейсмусовым вторую, чтобы сделать их плоскими, а затем приступить к спрямлению кромки, либо сделать прямыми кромки, оставив пласти необработанными. Мы рекомендуем первый вариант, поскольку некоторые способы подготовки материала работают лучше, когда пласти досок чисто остроганы.

Впрочем, выбор может быть продиктован возможностями имеющихся станков. К примеру, вы не сможете обработать доску шириной 200 мм на строгально-фуговальном станке с максимальной шириной строгания 150 мм. А острогав обе пласти доски в рейсмусовом станке, вы сделаете их не плоскими, а лишь параллельными друг другу. В этом случае сделайте прямой одну из кромок доски, сначала ровно опилив ее на пильном станке до требуемой ширины, выровняйте одну пласть с помощью строгального станка, а затем острогайте доску до нужной толщины в рейсмусовом станке. Если требуемая ширина заготовки больше длины ножей вашего строгально-фуговального станка, то просто распилите ее вдоль на две или три делянки, острогайте их и обработайте рейсмусовым станком, выровняйте кромки. После того как делянки станут прямыми и прямоугольными в сечении, снова соедините их в шит, склеив кромками.

Коробление и усушка

Рис 1. Коробление и усушка досок, выпиленных из сырого бревна.

Покоробившаяся при усушке доска (рис. 1) выпуклостью обращается к сердцевине бревна. Это объясняется тем, что поверхность доски, более удаленная от сердцевины, усыхает больше, так как направление усушки здесь приближается к тангентальному. Доска, выпиленная из середины бревна, после высыхань примет другую форму усушка по толщине у краев ее больше, чем посередине. Широкие доски коробятся больше, чем узкие, поэтому при изготовлении столярных щитов применяют доски шириной не более 100—120 мм.

В склеенном щите коробление может быть значителы уменьшено, если доски в нем расположить так, чтобы выпуклость годичных слоев была обращена не в одну, а в разные стороны; это же достигается соединением досок в наконечник, на шпонках и в рамку, например в конструкции дверей где филенка может усыхать не коробясь.

Причины деформации досок

Основная причина повреждения пиломатериалов — не выдерживание технологии сушки, приводящее к растрескиванию материала. Трещины на торцах появляются из-за особенности испарения влаги — она быстрее выходит из древесины вдоль пласта, чем перпендикулярно поверхности. Поэтому края досок перед сушкой красят. Опытные мастера покупают лес с запасом по длине, а затем отрезают дефектные участки.

варианты растрескивания: по краям доски, посредине и внутри

Трещины в середине доски возникают при быстрой сушке. В середине образца появляются узкие трещины, до трех миллиметров. Быстрая сушка становится виной появление дефектов в виде мелких трещин по всей длине материала. Этот изъян можно выявить при покупке, осмотрев лицевую сторону доски. Небольшие дефектные участки можно вырезать, а уцелевшие части использовать. Другой вариант исправления брака — в большие щели забить клинья, залить эпоксидной смолой, обработать и использовать по назначению. Наличие внутренних трещин обнаружить трудно — только во время разделки доски, например, при поперечном распиливании.

После сушки, доска для деревянной террасы, может деформироваться в различных плоскостях, однако стройматериал можно восстановить. Ниже приводится советы мастера по обработке покоробленных досок.

Виды и особенности порока

Коробление снижает качество пиломатериалов и деревянных изделий, усложняет обработку древесины и увеличивает объем отходов. Кроме того, такое дерево трудно красить, шлифовать и покрывать лаком. Покоробленность может быть трех видов:

Поперечная связана с разбуханием древесины в нескольких направлениях и обусловлена формой поперечного сечения пиломатериала. Она представляет изгиб изделия по ширине;
Продольная проявляется при распиловке бревна или бруса из-за содержания некоторых дефектов и пороков древесины, среди которых сучки, крен, наклон волокон и пр. Представляет изгиб изделия по длине в плоскости;
Винтовая представляет спиральную изогнутость по длине пиломатериала.

Покоробленные изделия подвергают продолжительной дополнительной механической обработке. Чтобы уменьшить коробление, материалы сушат в зажатом состоянии при режимах, которые не вызывают большие внутренние напряжения. В завершении делают влаготепло-обработку. Это снимает остаточное напряжение сушки. Отметим, что при эксплуатации древесины во время и после сушки или при увлажнении степень покоробленности может измениться.

Чтобы избежать такого дефекта, важно отбирать качественную и прочную древесину с плотной структурой. Кроме того, нужно соблюдать технологию обработки дерева, правила хранения и перевозки. Хранят пиломатериалы в чистом, сухом и хорошо проветриваемом помещении. Правильное хранение предотвратит образование многих пороков и дефектов, в том числе покоробленности, гниения, появления плесени и грибка, червоточин.

Строгально-фуговальный станок основная машина для спрямления кромок

Если вы работаете с нестрогаными пиломатериалами, вам по-настоящему необходим хороший строгальный станок. Это лучшее средство для получения прямой и чистой кромки, расположенной точно под прямым углом к пласти (фото внизу), а также для зачистки и выравнивания пласти доски. Хотя модели с шириной строгания 150 мм работают неплохо, рассмотрите возможность покупки станка с шириной строгания до 200 мм. Помимо того, что он позволит обрабатывать более широкие доски, такой станок еще оснащен более длинными передним и задним столами, обеспечивающими лучшую поддержку длинных заготовок.

Относительно прямая доска может быть обработана на строгальном станке до получения прямой и перпендикулярной кромки всего за один-два прохода.

Мы не рекомендуем использовать со станком вспомогательные приемные и подающие стойки-опоры, так как доска с неровными или искривленными кромками может опрокинуть стойку, что вызовет повреждение доски ножами станка.

Основные дефекты которые возникают при сушке древесины:

недосушка всего штабеля пиломатериалов;
неравномерное их просыхание по объему штабеля и по толщине сортимента;
недопустимо большое коробление пиломатериалов во время сушки;
растрескивание;
плесень;
коллапс;
раковины.

Причины появления дефектов сушки и их предупреждение:

Недосушка древесины происходит при досрочной выгрузке пиломатериалов из камеры, при неудовлетворительном контроле процесса сушки или преднамеренном нарушении технологии (например, из-за срочной потребности в материале). Необходим систематический контроль за соблюдением технологии сушки.
Неравномерное просыхание по:
длине штабеля является следствием неравномерной раздачи воздуха или его нагрева по длине камеры, а также неудовлетворительного состояния дверей. Надлежит отрегулировать равномерность распределения воздуха и его нагревания, а также заменить двери на утепленные, герметичные;
ширине штабеля наблюдается при слабом движении воздуха, необходимо экранировать штабель для избежания перетекания воздуха помимо материала, а также увеличить подачу воздуха вентиляторами. В качестве паллиативного решения применяют разреженную укладку материала в местах его недосыхания;
высоте штабеля происходит из за несоблюдения вертикальности рядов шпаций (в камерах с естественной циркуляцией) и слабой циркуляцией воздуха. необходимо улучшить укладку пиломатериалов в штабель и модернизировать сушильные камеры на реверсивные;
объему штабеля наблюдается при слабой циркуляции воздуха, укладке в штабель разных сортиментов, сдвоенной укладке пиломатериалов, применении широких (более 40мм) заготовок в качестве прокладок, укладке заготовок в клетку с частыми прокладками и др. Такие дефекты в укладке не допускаются.
Коробление материала во время сушки как продольное, так и поперечное – следствие плохого его зажатия, т.е. неудовлетворительной его укладки в штабель. Коробление после сушки происходит при наличии в высушенном материале влажности и упругих деформаций, поэтому необходимо проводить надлежащую конечную влаготеплообработку высушенных пиломатериалов и не загружать их до полного охлаждения древесины, т.е. охлаждать только в штабеле. Возникновение трещин внутри материала, готовых изделий происходит вследствие выравнивания влажности по толщине материала после сушки. Метод предупреждения — строгое соблюдение режимных параметров во второй стадии сушки и проведение надлежащей конечной влаготеплообработки материала после окончания сушки.
Растрескивание торцов и пластей материалов происходит при форсированном процессе в начале сушки; необходимо смягчить режим сушки. Растрескивание свежеотпиленных торцов досок и заготовок наблюдается в самом начале процесса сушки из-за быстрого их высыхания. Метод предупреждения — защита торцовых зон экранами, которые снижают скорость агента сушки и тем самым уменьшают влагоотдачу за счет снижения коэффициента влагопроводности вдоль волокон.
Плесень на материале появляется при застойной циркуляции воздуха. Рекомендуется усилить движение воздуха, повысить его температуру, применить влаготеплообработку.
Коллапс или сморщивание древесины возникает при камерной сушке дуба и некоторых пород, эвкалипт, ясень, тополь, ива, кипарис. Внешне коллапс проявляется в том, что пиломатериалы приобретают вид «стиральных досок», а поперечное сечение пиломатериалов и брусков изменяет свою форму. Для его предотвращения следует пиломатериалы до камерной сушки предварительно просушивать либо в атмосферных условиях, либо специальных предрайдерах.
Возникновение раковин во второй стадии из-за форсированного процесса в первой стадии. Надлежит проводить промежуточную влаготеплообработку материала по II стадии.

Наихудший случай значительный изгиб

Перед тем как обрабатывать подобную доску, вначале определите, как ею лучше распорядиться. Убирая прогиб с доски длиной 3 м, вы отправите в отходы немало древесины, что демонстрирует фото внизу. Если вам действительно необходима длинная доска, постарайтесь подобрать доску с меньшей кривизной. Если же обязательно нужно получить длинные заготовки из сильно искривленных досок, у вас есть три варианта: распилить их вдоль циркулярной пилой, воспользоваться салазками для круглопильного станка либо ленточной пилой с удлиненным упором — при условии, что длина заготовок не превышает 0,9 м. Обработка на ленточной пиле более длинных досок лишь создаст дополнительные сложности.

Дефекты возможные при сушке дерева и способы их предупреждение