王志军

（柳州市第二技工学校，广西 柳州 545007）

提高榫接合强度的措施与方法

王志军

（柳州市第二技工学校，广西 柳州 545007）

榫接合是木制品生产中最常用的接合方式，榫接合强度高低直接影响木制品的加工质量和使用寿命，也决定木制品的经济价值。木制品的榫接合处是木制品强度最薄弱的地方，木制品的破坏，往往出现在榫接合处，提高榫接合强度非常必要。文章就如何提高木制品榫接合的强度提出措施和方法。

榫接合；强度；方法

（一）合理设计榫接合的配合尺寸

榫头厚度，一般按零件尺寸而定，榫头厚度应接近于方料宽度的一半，使榫头、榫孔抵抗外力破坏的强度基本接近，不会因榫头或榫孔单一破坏而影响榫接合强度，榫头端部应设计成30O左右的倒角，使榫孔接合时便于插入榫孔，当方料断面尺寸较大时，榫接合应设计成双榫接合，既可增加榫接合的强度，又可防止零件扭动。榫孔配合，榫头厚度应比榫孔宽度小0.1～0.2毫米，则榫接合的抗拉强度最大。如果榫头厚大于榫眼宽度则榫接合的强度就会降低，原因是榫接合时未能形成胶层，另外，由于木材存在各向异性，榫头厚度大于榫眼宽度时，榫孔沿着宽度方向很容易被榫头挤裂，会直接造成榫接合被破坏，使榫接合直接失去作用。当榫头厚度与榫眼宽度配合间隙过大，就会形成胶层过厚。胶层厚度为0.1～0.2毫米时，胶层的粘合强度为最好，过厚过薄都会削弱榫接合的强度。另外，榫头厚度与榫孔宽度方向配合间隙过大，榫头零件抗扭强度也会自然下降，所以，榫头厚度与榫孔宽度配合间隙应在0.1～0.2毫米之间。榫孔配合，榫头宽度方向尺寸应比榫孔长度方向尺寸大0.5～1毫米左右。如果木料是软材应取大值，如果木料是硬材应取小值，榫孔沿长度方向有良好的抗挤裂性能，但如果过盈量过大，一是造成装配困难，二是同样能造成榫孔宽度方向被挤裂。如果榫孔长度方向与榫头宽度方向配合存在间隙，榫头没有受到榫孔的约束，榫接合的强度完全靠胶层的粘合起作用，榫头的粘合强度也无法保证，榫头宽度适当大于榫孔长度，榫头榫孔配合后，沿着木材纵向自然形成合理的过盈量，能充分有效提高榫接合的抗拉强度。当榫头宽度大于25毫米以上时，榫头宽度的增大对抗拉强度的增大并不明显，鉴于上述原因，榫头宽度超过40毫米时，应从中间锯切一部分，分成两个榫头，这样可以提高榫接合的强度。榫头长度应根据榫头接合形式而定，采用通榫接合，榫头长度应大于榫孔木料厚度。采用暗榫接合，榫头长度应小于深度2～3毫米，这样不会因为榫头加工不精确或榫头变形而触及底部，以免榫肩形成间隙，降低强度，影响榫接合的美观。

（二）合理控制木料的含水率

含水率是指木材中水分与木材的重量之比。木材的含水率在纤维饱和点以上时，木材的体积尺寸不会因木材含水率变化而变化，当木材含水率在纤维饱和点以下时，木材的体积尺寸会随木材含水率增高而增高或随含水率降低而降低。木材的这一物理现象也就是木材的干缩湿胀现象，把木材存放自然环境中，木材含水率会随时间推移而降低，直至达到一个比较恒定的含水率。我们称为平衡含水率，不同地区其平衡含水率相差较大。我国北方的平衡含水率较低，如新疆、西藏其平衡含水率约为10%，而广西、广东地区的平衡含水率约为16%。如果用于制作木制品的木料，其含水率高于当地的平衡含水率，木料的含水率会随时间增加而减小。到秋冬季节更为明显。木料含水率降低，就会使木料体积尺寸变小。榫配合的尺寸被改变，榫接合的胶层被破坏，榫接合的强度便会自然降低，甚至完全失去作用。在日常生活中，榫接合因木料含水率控制不合理而造成木制品榫头松动，使木制品失去使用价值现象最为常见。

木料经过干燥，其含水率低于大气平衡含水率，木材干缩湿胀的现象就不再明显。所以，制作木制品的木料，特别是高中档木制品的木料，经过干燥后，其含水率应控制在平衡含水率之下约2～4%，从而有效提高榫接合的强度。

（三）提高榫接合的胶合质量

用于榫接合的胶粘剂种类较多，目前，常用的胶粘剂有聚酯酸乙烯乳液胶，脲醛树脂胶、酚醛树脂胶、皮胶、骨胶等。不同的胶有不同的特点，聚酯酸乙烯乳液胶使用方便，操作简单，胶合强度好，但耐水、耐热性差；脲醛树脂胶胶合强度较高，耐水、耐热比聚酯酸乙烯乳液胶好，但胶层易老化，耐久性差；酚醛树脂胶强度最高，但成本高，施工条件高，胶层颜色深。皮胶、骨胶的粘合强度也较高，但遇水易溶。所以，使用环境湿度高或木料含水率高的榫接合应尽量不选用皮胶、骨胶，而应选用脲醛树脂胶或酚醛树脂胶。而榫接合的胶层有表面质量要求的榫接合，应尽可能不用脲醛树脂胶。通过合理选择使用粘剂，可以更好保证榫接合的强度。

胶粘剂的浓度大小，对木制品的榫接合强度也有直接影响。胶粘剂的浓度过低，胶的固体份含量少，胶层干燥后达不到应有的厚度，很难保证胶层的胶合质量，胶的浓度过大，施工操作时，难于涂布均匀，也同样难于保证胶层质量，同样不便于保证榫接合强度。在自然固化的条件下，冬天使用的胶粘剂应选用浓度大些，夏天温度高、固化速度快，胶粘剂的浓度可选低些。如果榫接合的木料是密度较大，硬度较高的木质，胶粘剂的浓度小些，利于胶液浸入木材表面，材质松软的木料，宜选用浓度大的胶粘剂，使胶粘剂不会浸透，流失形不成理想胶层，以便保证榫接合强度。

在生产实践中，常常看到一些年轻的工人师傅在装配榫头涂布胶液时，往往是把胶液涂在榫头的端面，榫头装配后，很难在榫头两侧形成胶层，榫接合的强度就会很难保证。正确的做法应该是把胶液均匀涂布在榫头厚度的两个侧面，从而保证榫接合的胶合质量，才能提高榫头的接合强度。

（四）正确选用木材材质

不同的树种，木材的材质决然不同，同一树种，产地不同，木材的材质也不同，同一树种不同的部位，木材的材质也有明显的差别。如弦切部分的木料，花纹美丽，但材质易变形，干缩湿胀现象严重，而径切部分的木料，虽然花纹不好看，但木质的尺寸稳定性能好，不易产生干缩变形，力学性能、机械强度也是最好。在制作榫接合，就应选用这一部分材质来进行制作。树种差异，材质的差异也就更加明显。水曲柳、花梨木、榉木等一类硬木树种的密度大，硬度高，尺寸稳定性好，选作榫接合的木料，是最理想的用料。泡桐树，杉木等软木树种，由于其材质松软，硬度、强度差，这种软材树种就不宜选作榫接合的用料。由于木材存在各向异性、木材横向干缩要成倍高于纵向干缩。榫头的厚度和榫头的宽度方向均为木材的横向，所以在选择用料时要有所区分，材质好、硬度高，干燥质量好的木料应用作榫头的用料。做榫孔的木料，它的材质与榫头的材质相同或稍软。选用木料时，还应注意避开斜纹、节疤及其他缺陷。通过正确选择用料，能保证榫接合有足够的强度。

（五）正确选择接合方式

以榫头贯通或不贯通来分，榫接合有明榫接合和暗榫接合，明榫接合的榫头端面暴露于外表面，影响美观，但明榫的榫头较长，装配后再加木楔，因此，明榫的要比暗榫的强度高，所以，受力大的结构的非透明装饰的木制品都应采用明榫接合，当木制品美观要求与榫接合强度要求相矛盾时，才应采用暗榫接合。

插入式圆榫与整体式方榫相比，通常情况下，圆榫的接合强度要低于整体方榫的接合强度，用中密度等人造板制作的木制品，就只宜采用圆榫接合。为保持较高的接合强度，必须使榫头榫孔接触面紧密，形成 0.1毫米左右的过盈量，同时又能形成胶层，所以，使用圆榫接合应选用表面有压缩纹路的圆榫，来进行接合。螺旋状压缩纹的圆榫，具有木螺钉那样的抗拨能力，需要边拧边拨才能使木圆榫拨起，在人造板中选用这插入式圆榫接合，便能有效提高榫接合的强度。

单榫与双榫比较，单榫的接合强度要比双榫的接合强度低，所以单榫应适用方料断面小的零件或受力不大的部位。而双榫的接合强度大，则应用于方料断面大或受力大的接合部位。为什么不把单榫都改成双榫，如果把断面小的方料加成双榫，榫头厚度就很难保证应有的尺寸。一般榫头厚度约为榫孔方料宽度的一半。榫头的厚度越小，榫头强度下降越大，榫头因厚度过小易被拆断，榫头接合就无保证强度可言。

单肩榫与双肩榫相比，单肩榫的接合强度要低于双肩榫的接合强度。因此，一般情况都应采用双肩榫接合，单肩榫只能用于方料尺寸过小，或接合强度要求不是很高的地方。

榫头的结构形式繁多，榫接合的方式多种多样。如何能正确选择使用榫接合的种类方式，要根据榫接合的受力大小，使用部位、材质、工艺要求等因素进行综合考虑，正确选择榫接合的方式才有利于提高榫接合的强度。

TS664.05

A

1008-1151(2011)04-0123-02

2010-01-09

王志军（1962－），广西博白人，柳州市第二技工学校讲师。