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[综合] 制作实木家具中,木材开裂原因及基本解决方法

回复:0 | 查看:2207 | 旭日家具 发表于 2018-4-11 14:57:42 |阅读模式
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在制作家具中,我们经常遇到木材开裂的现象,那么这些木材是什么原因开裂的呢?今天分析下木材开裂的原因及预防开裂的基本解决办法,木头开裂是因为木材中水分增加或减少时,造成木材的膨胀或收缩。由于木材的天然特性,难免会引起开裂变形等现象,特别在户外使用的情况下,气候环境变化很大,当木材因为天气变化等因素而产生水份的时候,体积会膨胀,而当阳光照射而产生水分蒸发时,木材的体积又会缩小。
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木材开裂表现形式:
1.表裂:指表面裂纹,表裂是指原木材身或成材表面的裂纹。
裂纹通常都限于弦面,并且沿径向发展。浅的表裂可以用刨光的方法除去,但深的表裂不但难看,而且会降低木材的强度,特别是抗剪强度。表裂也影响木材的油漆质量,具有表裂的木材油漆后,可以因气候条件的变化而发生裂纹张开和闭合,引起漆膜破裂。

产生表裂的原因是木材内外各层不均匀的干燥,而径向、弦向收缩的差异是一个重要的附加因素。木材干燥时,首先从表面蒸发水分,当表面层含水率降低至纤维饱和点以下时,表层木材开始收缩,但此时邻接的内层木材的含水率尚在纤维饱和点以上,不发生收缩。表层木材的收缩受到内层木材的限制,不能自由收缩,因而在木材中产生内应力:表层木材受拉,内层木材受压。
干燥条件越剧烈,内外层木材的含水率差异越大,产生的内应力也越大。如果表层的拉应力超过木材横纹抗拉强度,则木材组织被撕裂,由于沿木射线组织的抗拉强度较邻近的木纤维的强度小,所以裂缝首先沿木射线产生。

2.内裂:内部裂纹。内裂也常称蜂窝裂。
内裂产生于干燥后期,有时产生于干燥材料存放时期。通常不易从木材外部发现,但严重时,可由材面的凹陷来判断。内裂是由于木材内层的拉应力所引起。
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木材干燥前期,木料表层在拉应力的作用下,不仅产生伸张的弹性变形,同时还产生伸张的残余变形(塑性变形)。由于这种残余变形使外层木材的尺寸大于自由收缩的尺寸。到干燥后期,内层木材的含水率降至纤维饱和点以下时,内层木材开始收缩,但由于已经伸张了的外层木材的限制不能自由收缩,于是在材料中发生与干燥前期相反的内应力:内层木材受拉,外层木材受压。如果内层的拉应力超过木材横纹抗拉强度,则木材组织被撕裂,木材的内裂因此产生。

3.端裂:端面裂纹。
端裂或仅限于木材的端面,或延伸至端部的一侧或两侧,后者通常称为劈裂。主要原因是由于木材顺纹方向的导水性远远大于横纹方向,当木材干燥时,水分从端面的蒸发要比从侧面蒸发快得多。端部含水率低于中部,端部的收缩受中部木材的限制,因而在端部产生拉(伸张)应力,当拉应力超过木材的横纹抗拉强度时,端面发生开裂。
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4.轮裂:这种裂缝沿生长轮方向发展,常扩展到相邻的几个生长轮。
轮裂通常发生于干燥初期,出现于木材的端面,随着干燥的进展裂纹加深、加长。有时发生于内部,但出现于干燥后期,是由于严重的内部拉应力所引起的。

基本防裂方法:
1.机械法防裂:在已干燥的木材上用铁丝捆端头,使用防裂环、组合钉板等,用机械的方法强制木材不要膨胀和收缩,这样也可以避免木材发生开裂。

2.改进制材时下锯的方法:木材各向异性,在同样的温、湿度变化的情况下,其湿涨、干缩系数最大的是弦向,其次是径向,纵向的变化最小,所以下锯时多生产一些径切板,可以减少开裂。特别是带有髓心的板材干燥时容易发生严重的劈裂,这是由于髓心附近径向和弦向的收缩差异引起的,它发生在干燥初期,最初裂缝仅呈现于端部表面,随着干燥的进展它可以向着髓心并沿纵向扩展。这种裂纹在干燥时较难防止,最好的方法是在制材时避免生产带髓心的板材(“去心下料”)。

3.涂刷防水涂料:在木材的端部和表面涂刷防水涂料,减缓木材表面的蒸发强度,这样可以减少木材内外的含水率梯度,也可以减少木材的开裂。
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4.采用高温定性处理:减少木材内裂的方法可采用高温定性处理,产生内裂的木材表层伸张残余变形可以在干燥过程结束前对木料进行高温高湿处理来消除。在处理时,木料表层因加湿膨胀而产生压缩残余变形,与原有的伸张残余变形抵消,处理后多余的水分被蒸发,随内层木材一起收缩,因而木材中可以不产生残余变形,木材内裂也因此而消除。

5.用防水剂进行浸注处理:比较有效的方法是用防水剂进行加压处理,使防水剂深深的进入到木材中,以达到持久性的良好防裂效果。

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