木材焊接技术（无胶胶合）的研究进展-论文.pdf

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1、2014年6月第23卷第6期中国胶粘剂Vo1．23NO．6．Jun．2014CHINAADHESIVES木材焊接技术(无胶胶合)的研究进展周晓剑，AntonioPizzi，杜官本(1．西南林业大学云南省木材胶粘剂及胶合制品重点实验室，云南昆明650224；2．洛林大学，法国88051)摘要：介绍了木材焊接技术的原理、优点，着重综述了木材焊接(线性摩擦焊接、旋转摩擦焊接)的影响参数、悍接过程因素(如温度、f-E学反应和挥发物等)的影0向、耐水性改进及其应用开发。最后就木材焊接技术所存在的问题对未来相关产品的性能、尺寸、种类及适

2、用领域提出设想。关键词：木材焊接；无胶胶合；线性摩擦焊接；旋转摩擦焊接；影响参数中图分类号：TG498．2文献标志码：A文章编号：1004—2849(2014)06—0047—070前言些胶接制品易出现的胶线、胶斑等现象，完全是纯焊接技术在热塑性材料(以金属和塑料为主)天然的木材色泽。领域中已取得很大发展。这些材料经焊接后，可有效改善产品尺寸、形状和性能，解决某些特定的技1．2提高木制品的力学性能术难题，在汽车工业领域的应用尤为突出。木材也在合理焊接工艺的指导下，通过专用设备对木是一种高分子材料，主要由纤维素、半纤维素和木材

3、进行焊接，可使木材焊接产品的力学强度高于木质素等组成。木材焊接技术是指木基材料在一定材自身强度，并且木破率超过95％。外力作用和无胶粘剂的前提下，木质素和半纤维素等聚合物熔融打结后形成稳定的缠结网络，冷却后1．3提高生产效率实现木材焊接的一项技术。在木制品生产过程中，若使用聚醋酸乙在石化产品日益枯竭和价格不断攀升的今天，烯酯(PVAc)胶粘剂和木榫进行胶接时，需24h左右提出木制品“绿色”加工理念是极其必要的。木制才能使胶粘剂完全固化，而木材焊接技术仅需几秒品“绿色”加工过程除使用天然胶粘剂对木基原料钟就可完成固化。进行粘接

4、外，木材焊接以其加工速率快、机械强度高等优势也逐步成为人们关注的焦点。从目前已1．4焊接后的木制品易回收有的文献来看，国内尚未开展木材焊接方面的研无论是线性摩擦焊接还是旋转摩擦焊接，焊接究，故本课题组对木材焊接的研究进展进行综述，产品都只是木材与木材之间的接合，并无胶粘剂和以期为后续研究提供相应的参考依据。金属连接件的加入，故木材焊接产品回收容易、方法简单、成本较低且重复利用率较高。1木材焊接的优点1．1保留木材原有的美观性1．5有效保护环境木材的天然色泽给人以舒适、自然和返璞归真木材焊接使用的原料是木材自身，既不会出现的感

5、觉，在木制品制备过程中保留木材的天然纹理金属螺钉连接因生锈而腐蚀木材现象，也不会出现和表面性能，能极大提高商品的价值。木材焊接技胶粘剂黏合的复合板材给环境带来的任何危害，整术并没有利用外部辅助连接件来重组木材，也无某个焊接过程属于“绿色”加工。收稿日期：2013—12—05；修回日期：2014—06—15。基金项目：“十二五”支撑计划项目研究任务(2011—4-20)。作者简介：周晓剑(1982一)，丢南保山人，博士，研究方向为木材胶粘剂和木质复合材料等。E-mail：xiaojianzhou@hotmail．tom通讯作者

6、：杜官本。E-mail：gongben9@h0tmaiI．corn一48一(348)中国胶粘剂第23卷第6期轮宽度和纹理方向等会影响产品的最终焊接强度，2木材焊接研究但这种影响十分有限，可通过改变焊接工艺和处理在Suthof等n利用摩擦技术粘接木材(木材焊手段来克服。同时，Omrani等[9-Ol还证明了木材纵向接领域的第一项专利技术)之后，木材焊接技术得的焊接强度高于横向焊接强度。此外，木材的解剖到空前发展。迄今为止，木材焊接技术可分为线性结构(如管胞、木射线、细胞腔大小和细胞壁厚薄摩擦焊接和旋转摩擦焊接1两大类(两者的大

7、致工等)也会影响焊接效果。艺过程如图1所示)；此外，超声波木材焊接和激光2．2．2旋转摩擦焊接木材焊接也可应用于此领域，但两者因成本较高、影响旋转摩擦焊接效果的影响因素主要有圆加工尺寸受限等因素而未能得到较好发展。棒榫旋转速率和插入速率、圆棒榫直径与孑L径之间的差异、圆棒榫的形状(带沟槽型还是圆滑型)、圆棒榫的插入角度、焊接时间、木材种类(针叶材或阔预钻叶材)、纹理方向和含水率等。术质基Omrani等⋯发现当圆棒榫插入深度为22mill时，焊接产品的拉伸强度取决于圆棒榫的旋转速率。性线摩擦焊接旋转摩擦焊接图1两种不同的木材焊

8、接工艺研究结果表明：当圆棒榫旋转速率为1500r／rain时，Fig．1Twokindsofdifferentwoodweldingtechnologies拉伸强度为1．84～2．15kN；当旋转速率为4000～4500r／min时，拉伸强度(1．4～1．5kN)明显降低；当2．1木材焊接