Нагрев клеевых слоев токами промышленной частоты

Описанные выше нагревательные устройства либо энергоемки, так как создаваемое ими тепло расходуется на нагрев не только клеевых слоев, но и древесины, либо включает сложную аппаратуру, создающую трудности при эксплуатации.

В связи с этим все большее внимание уделяется способу нагрева клеевого слоя путем пропускания через него электрического тока промышленной частоты. Практическое осуществление такого способа связано с введением в клеевой слой металлической сетки либо с добавлением в состав клея токопроводящего наполнителя.

При использовании металлической сетки ее укладывают перед соединением заготовок в клеевой слой и в период прессования подключают к источнику электрического тока. При прохождении тока сетка выделяет тепло и нагревает клеевой слой. После прессования концы сетки обрезают, и она остается в склеенном изделии.

Выделяемое сеткой тепло распределяется по клеевому слою неравномерно: наибольший нагрев происходит около проволоки, т.е. в месте выделения тепла. Выравнивание температуры происходит путем теплопроводности клея. Прогрев клеевого слоя достигается быстро, однако усложнение технологии склеивания и дефицитность сетки делают этот способ нагрева редко применяемым.

Другой путь реализации данного способа нагрева связан с созданием токопроводящих клеев. Для этого по предложению Санкт-Петербургской лесотехнической академии в состав клея в качестве наполнителя следует ввести грален в количестве 0,5…1,0%. Грален – волокнистое токопроводящее вещество с длиной волокон 5…6 мм.

По своим свойствам грален превосходит многие известные наполнители: он химически инертен, хорошо смачивается многими органическими связующими, не оказывает абразивного действия на режущий инструмент при последующей обработке клееных изделий. Он обладает хорошими физико-механическими свойствами, повышенным содержанием углерода и более высокой электропроводностью. Отдельные волокна гралена представляют собой готовые углеродные токопроводящие цепочки.

Для склеивания заготовок к клеевому слою подводят электроды, подключенные к источнику тока промышленной частоты, напряжением 60 В. Электроды выполняются в виде пластин из дюралюминия или нержавеющей стали и подводятся к склеиваемому изделию с противоположных сторон. Выдавленный при запрессовке из соединения клей попадает на электроды и обеспечивает надежный электрический контакт. Необходимое давление электродов на древесину составляет 0,2…0,4 МПа.

Необходимая электрическая мощность (Вт) нагревательной установки, например, для зубчатых клеевых соединений определяется по формуле:

,

где В – ширина заготовки, см;

Н – толщина заготовки, см;

t – шаг шипов, см;

b – затупление шипа, см;

L – длина шипа, см.

При склеивании на зубчатые шипы прочность соединения сразу после окончания нагрева составляет 25…30%, через 10…15 мин – 55…60%, а через 2 часа – почти 90%. Окончательное отверждение клея происходит за счет аккумулированного тепла и действия отвердителя.

Разрушающее напряжение при статическом изгибе равно 49 МПа, при растяжении – 57 МПа.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите способы нагрева клеевых слоев.

2. Изобразите схемы гибких нагревателей для склеивания узких и широких деталей.

3. Как определяется мощность гибкого и жесткого нагревателей?

4. Изобразите схему ТЭН.

5. Какое напряжение электрического тока считается безопасным для гибких нагревателей?

6. Какие нагреватели называются радиационными?

7. Расскажите о принципе работы высокочастотных электрических нагревателей.

8. Можно ли приготовить электропроводный клей?