高频加热应用于木材弯曲胶合的研究

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1、南:00亨、L-RE林业大门IJV吕pEK学主。民JAEeG第14卷第1期JFURMmMY丑mmVol.14N且11990年3月UM凉厅h在arch1990一一二二二高频加热应用于木材弯曲胶合的研究吴智慧〈木材工业系〉摘要本文阐述了用马尾松和意杨1-72为原料，服醒肢为胶粘剂，进行高频加热弯曲胶合的试验，并通过对弯曲胶合件力学性能的测试和分析，探讨了马尾松和意扬作为弯曲胶合件的原料的可能性，找出了高频加热弯曲胶合的合理工艺参数，探索了高频电参数对弯曲胶合件主要力学性能的影响和高频加热的均匀性。关键饲术树，高频加热，弯曲胶合F工

2、艺术材弯曲胶合是在胶合板生产工艺和实木弯曲技术相结合的基础上发展起来的，用旋切单板〈刨切薄木〉经涂胶、配坯、热(冷〉压弯曲成曲面形零部件的工艺。木材弯曲胶合技术始于本世纪30年代，随着现代胶粘剂的发展和各种加热方法的应用，弯曲胶合技术有了相当大的变化。加压设备由原来的简单模具发展到多种成型压机，胶层固化由原来的冷固化方法发展到热固化方法。目前，国外高频加热弯曲胶合技术发展较快，应用较普遍，但我国弯曲胶合家具生产还处于起步阶段，高频加热技术在这方面的应用更为不足。为促进我国木材弯曲胶合技术的发展，本文就高频加热弯曲胶合工艺进行了

3、研究。试验方法1.试撞设计。〉热压工艺的选择在弯曲胶合件的制造过程中，影响其性能的因素很多，本研究仅对马尾松和意杨1-72两种树种分别考虑四个因子A一一频率、B-一加热时间、C一一阳极电压、D一一单板4含水率。试验选用L9(3)型正交表，采用拟水平进行改造设计E110两种树种每组试验号收稿日期I1989-04-05。·本立是在刘忠传副教授和张彬渊副教授的具体指导下完成的，谨致谢意q-8Q一分别重复三次。(2)高频加热温皮特性采用铜-康铜热电偶测温。分析加热过程中温度与时间的关系以及上述四个因子对温度的影响。(3)啧电方法与加热

4、均匀性关系在确定频率(13.56MHz)、阳极电压(40àO'V)、加热时间(5min)和电极长度(I.25m)等条件下，分别测定中部、两端、三点和一端等四种不同馈电方式的弯曲胶合板坯中心胶层不同部位的温度。(4)板坯厚度上肢层的加热均匀性测定弯曲胶合板坯(24层单板〉的第2、12、22等3个胶层中部的温度。(5)弯曲肢合坯料的变形找出压机开启后弯曲胶合坯料的变形与时间的关系。('1Mpø2.试验每件单板z马尾松1250'x150x1.2mm,意杨1250x15O'x1.O'mmJ胶粘齐ù:UF，固含量59士1%，粘度30'.

5、......50恩，固化剂NH4Cl，加入量为0.5%，2涂胶量2O'Og/m(手工、单面)J单位压力lMPlI，图1高频热压曲线弯曲胶合件层数z马尾松却层，Fig.1CurveofRFhotpressing意杨23层，热压设备IGP8一心sC型高频发生器，Dcy-A型多向压机，热压曲线z如因1所示。结果与分析1.棉压工艺的确定根据四个因子对弯曲胶合件主要力学性能的影响，进行极差分析和方差分析，并比较极差值的大小和方差的显著性，排列出了各因子对性能影响的主次顺序和挑选出了各因子好水平的搭配。如果发现，四个因子对主要力学性能的影

6、响，加热时间的影响最显著，其次是单板含水率，再次是阳极电压和频率。这一结论与R.W.Peterson的结论[2J较为相似。根据试验，较为合理的高频热压工艺参数及此条件下弯曲胶合件力学性能如下z马尾松热压工艺-一频率13.56MHz，加热时间7min，阳极电压4000VJ单板含水率6.......8%。力学性能一一干剪切强度2.76MP8;湿剪切强度2.42MP8;静曲强度96.33MPa;3静曲模量6.84GPa，弯曲段最大静曲破坏载荷1.73kNJ密度。.832g/cm。-81一意杨1-干72热1:~飞r~压工艺E→-一-一

7、一颇苟牢n口.3.5切6MH句z'加热H肘、J们j水率g----10%。力学性能一一干剪强度2.92MPa，湿剪叨强度2.12MPa;静曲强度92.53Mpa3静曲模量5.55Gpa;弯曲段最大静曲破坏载荷2.21kN，密度o.ê04g/cm。试验结果表明z①意杨弯曲股合件主要力学性能比马尾松的好，因为马尾松含有大量松脂，并且分布不均匀，在胶合时，使得胶粘剂的湿润性差，形成的胶层厚度不均匀和不连续.@两种树种弯曲胶合件主要力学性能都超过了目前生产弯曲胶合家具的厂家所制定的企业标准和苏联国家标准。因此，它们可以作为弯曲胶合的原料

8、。2.高频加热温度特性(1)加热过程中温度与时间的关系板坯中心胶层温度随高频加热时间变化的规律近似多项式回归曲线，方程为T=Ao+Alt+Aztz+A3t3+A，t‘。在频率4MHz，阳极电压4000V、加热肘间5min和保压时间15min的工艺条件下，板坯胶层温度方程2马尾