Столярные, плотничные, стекольные и паркетные работы: Практическое пособие Костенко Евгений

1. Строение и физические свойства древесины

Строение древесины. На поперечном разрезе ствола дерева можно видеть сердцевину, кору и древесину с годичными слоями.

Чтобы получить более полное представление о строении древесины, рассматривают три главных разреза ствола – поперечный, радиальный и тангентальный (рис. 1), на которых видны годичные слои. На поперечном разрезе эти слои имеют вид концентрических окружностей, на радиальном – продольных полос, на танген-тальном – извилистых конусообразных линий.

На поперечном разрезе ствола различаются светлые, блестящие, направленные от сердцевины к коре линии – сердцевинные лучи. У одних пород они ярко выражены (дуб, бук), у других – чуть заметны (сосна, липа и др.). В мозаичных работах особенно ценятся породы с ярко выраженными сердцевинными лучами. На радиальном разрезе сердцевинные лучи имеют вид ленточек разной длины, на тангентальном – узких коротких черточек.

Рис. 1. Основные разрезы ствола дерева: 1 – поперечный; 2 – радиальный; 3 – тангентальный

У каждой породы на разрезах ствола наблюдается характерный рисунок, который принято называть текстурой. Он образуется при перерезании волокон годичных слоев и сердцевинных лучей. У древесных пород различают тринадцать основных видов текстур. Текстура зависит прежде всего от характера годичных колец, наличия сердцевинных лучей и строения волокон. Большое влияние на текстурный рисунок оказывает красящий пигмент, а также разница в цвете ранней и поздней древесины. Особенно это заметно на тангентальном разрезе. Выразительность текстуры зависит от ширины годичных колец (ярко проявляется у каштана, белой акации, тополя). Иногда разница в ширине годичных колец сочетается с их своеобразным волнистым строением.

Древесина лесных пород окрашена обычно в светлый цвет. У одних из них (граб, береза, ольха) этот цвет распространяется на всю толщину ствола, а у других (дуб, лиственница, сосна) центральная часть темная. Темно-окрашенную часть ствола называют ядром, светлую – заболонью. Породы с ярко выраженным ядром являются ядровыми, остальные – забеленными. Ядро образуется за счет отмирания клеток древесины, отложения дубильных, красящих веществ и смолы (у хвойных пород). Молодые деревья ядра не имеют. Переход от заболони к ядру может быть резким или плавным. Это очень важная для древесины характеристика, так как именно она является решающим фактором при выборе материала для облицовочных и мозаичных работ.

На поперечном разрезе лиственных пород видны сосуды для подвода питательных веществ. Эти сосуды бывают в основном в древесине годичных слоев. Если они образуют сплошные кольца, то породы называют кольцесосудистыми, если же они равномерно распределены по всей ширине годичного слоя, то породы носят название рассеянносо-судистых. К кольцесосудистым относятся дуб, ясень, ильм, вяз, карагач и др., к рассеяннососудистым – граб, клен обыкновенный, береза, грецкий орех, груша, чинара (платан), самшит, липа, ольха, осина и др. На радиальном и тангентальном разрезах сосуды имеют вид продольных бороздок.

Дефекты древесины. На красоту текстурного рисунка влияют не только способы распиливания древесины, но и отклонения от строения и развития ствола. Наиболее характерными местами с неправильным расположением волокон являются различные развилки, прикорневая часть ствола, наросты на стволах – капы и наплывы. К дефектам древесины относятся также нарушения в самой ее структуре, выражающиеся в грибных поражениях клетчатки ствола. Это вызывает изменение цвета и некоторых других свойств, влияющих на текстурный рисунок. Такие отклонения в строении древесины имеют большую ценность для мозаичных работ.

Цели применения древесины определяют значение того или иного дефекта.

Наиболее ценные узоры получаются из капов орехового дерева, карельской березы, тополя, ясеня, черешни, березы обыкновенной, клена, груши и др. Рисунок «птичий глаз» образуется за счет нераспустившихся почек у маньчжурского ясеня, белого клена, карельской березы. Особенно красивой текстура капов бывает при тангентальном разрезе. Не нужно забывать, что текстура ценится лишь в случае прозрачной отделки.

Обычные сучки снижают ценность конструктивных элементов, которые идут под прозрачную отделку. Не рекомендуется в несущи элементах конструкции применять невысушенную древесину с сучками, так как высохнув, сучок теряет связь с основой и ослабляет конструкцию. В таких случаях сучки высверливают и в отверстия вставляют на клею сухие заглушки. В мозаичных работах сучки выступают в качестве изобразительного элемента для наборного сюжета.

Свилеватость – это волнистое размещение волокон, особенно в прикорневой части дерева. Чаще всего свилеватость наблюдается у клена, дуба, карельской березы, ореха и др. С этим дефектом древесина трудно поддается обработке, зато при изготовлении строганного шпона она высоко ценится, особенно у ореха, клена. Характерны в этом отношении и наплывы – наросты на прикорневой части ствола.

Косослой – дефект, выражающийся в том, что волокна древесины размещены наискось. Древесина с косослоем не используется для изготовления ручек ударных столярных инструментов, воспринимающих поперечную нагрузку, но это находка мозаиста.

Более редкими дефектами формы ствола являются завиток, смоляной кармашек, крень, двойная сердцевина, пасынок, сухобокость, прорость, засмолок, рак, ложное ядро, пятнистость, внутренняя заболонь, водослой и др.

Завиток характерен местным искривлением годичных слоев вследствие влияния прорости или сучков ствола. Завитки бывают сквозные и односторонние. Детали, которые должны нести значительную нагрузку, изготовляют из древесины без завитков, снижающих ее прочность. Как и другие дефекты, завиток нашел широкое применение в мозаичных работах.

Смоляные кармашки, крень и засмолок характерны для хвойных пород, особенно для ели.

Прорость – участок дерева, претерпевший механическое повреждение клетчатки. Часто в месте проросшего участка встречаются засмолки и грибные пятна.

Ложное ядро представляет собой дефект, при котором внутренняя часть ствола имеет разную окраску, в основном темно-бурую с темно-зеленым или лилово-фиолетовым оттенком, что очень ценно в мозаичных работах.

Пятнистость выражается в окраске заболони в виде продолговатых прожилок. По цвету они напоминают ядровую ткань древесины. Этот дефект – следствие грибных поражений клетчатки. Располагается он в основном на пограничном слое ядра и заболони.

Внутренняя заболонь характерна для лиственных пород. Ее участки располагаются в ядровой древесине и имеют цвет заболони. Сплошные или прерывистые кольца двойной заболони состоят из мягкой древесины, что способствует впоследствии растрескиванию пиленого материала. Двойная заболонь встречается у дуба, ясеня и некоторых других лиственных пород. Для мозаичных работ этот дефект очень ценен.

В лиственных и хвойных породах иногда встречаются участки, на которых в естественных условиях древесина приобретает другой цвет. Цветовые тона таких участков бывают темнее и светлее основного тона окраски слоев древесины. В лиственных породах получается коричнево-красная окраска, в хвойных – светло-желтая.

Грибным поражениям древесина подвергается в результате воздействия на нее различного рода гнилей. При этом цветовой тон отдельных участков древесины изменяется. Часто грибные болезни поражают древесину на сплавах леса. При определенных условиях (в частности, при температуре внешней среды 15–25 °C и влажности древесины 30–60 %) грибные споры развиваются особенно интенсивно. На первых стадиях своего развития грибные пятна и полосы не снижают качества древесины, а изменяют лишь окраску определенных участков. На породах со светлой древесиной грибные поражения имеют вид продолговатых полос и колец различных оттенков: серого, фиолетового, красно-бурого, красноватого и др. Столяру необходимо научиться отличать здоровую древесину от древесины, пораженной настолько, что ее механические свойства не позволяют использовать ее для определенных видов работ (под нагрузкой, в агрессивной среде и т. д.). Древесина, пораженная ядровой гнилью, не годится ни для столярных, ни для наборных мозаичных работ, так как она очень мягкая и хрупкая.

Ядровая гниль на первой стадии поражения древесины еще не влияет на ее механические свойства: для мозаистов она известна под названием мраморной гнили лиственных пород. Заболевшая древесина при этом пронизана белыми и черными линиями с красной окантовкой. Следуя изгибу здоровых волокон, нити мраморной гнили представляют собой красочную картину. Древесина, пораженная мраморной гнилью, всегда будет находкой для мозаиста. Существуют и другие виды ядровой гнили: бурая трещиноватая и пестрая ситовая.

Заболонная окраска развивается в срубленной древесине, не снижая ее твердости. В основном это бывает у хвойных пород. Для сосны характерна синева, которая приобретает то сероватый, то зеленоватый оттенок. Этому дефекту сопутствуют цветные заболонные пятна с окраской участков древесины в желтый, розовый, фиолетовый, коричневый и оранжевый тона. По интенсивности цвета они бывают разные; глубина проникновения их ограничивается верхними слоями заболони. Мозаисты с успехом используют заболонную окраску древесины без применения дополнительного воздействия на нее химическими препаратами и красителями, несколько вуалирующими текстуру.

Побурение, которое считается дефектом срубленного дерева и распространяется от периферии к центру в виде пятен разной интенсивности, часто встречается у лиственных пород (осины, березы, бука).

Рассмотренные дефекты снижают строительные качества древесины, но в марке 3 играют значительную роль. Не будь их, текстура древесины обеднела бы и перестала быть выразительным средством в мозаике по дереву.

Цвет и блеск древесины. Цветовая палитра пород древесины имеет практически все оттенки спектра, а вариации этих оттенков насчитывают бесчисленное множество тональных соотношений. У одной породы их может быть несколько десятков. Из паспорта строганого шпона на примере красного дерева и грецкого ореха видно, какое многообразие цветовых оттенков может быть у одной породы на различных разрезах древесины.

Цвет древесины – один из признаков, по которым одна порода дерева отличается от другой. Древесина липы, сосны, березы, клена, осины – светлая, дуба и ясеня – бурая, грецкого ореха, тика – коричневатая и т. д. Если сравнить древесину сосны и дуба, то можно сказать, что у сосны она светло-желтая, у дуба – серо-бурая. Но в том и другом случае цвет древесине придают красящие и дубильные вещества, находящиеся в ее клетках. Чаще встречаются породы с теплыми оттенками цветов (охристыми, коричневыми, красно-коричневыми, желтыми, оранжевыми), реже – с холодными (зелеными, синими, фиолетовыми).

Под влиянием атмосферных условий цвет древесины может изменяться: в пределах каждого климатического пояса древесине одной породы присущ свой цветовой оттенок. На окраску древесины влияют также свет и воздух: со временем текстура древесины темнеет. Так, срубленная ольха через некоторое время становится красноватой. В определенной мере окраску древесины изменяют грибные поражения, а также находящиеся в земле минеральные соли, окружение дерева (затемнение его от солнца) и т. д. К комлю древесина темнее, а к вершине – светлее. С возрастом у всех деревьев древесина также темнеет. Все это необходимо учитывать в столярных и особенно мозаичных работах, где текстура и цвет выступают в качестве изобразительного элемента при раскрытии сюжета или образа.

Цветовые оттенки различных пород можно классифицировать по основным группам, где преобладающим будет один цвет древесины:

желтый – береза, ель, липа, осина, граб, клен, пихта, ясень (беловато-желтый со светлыми оттенками розового и красного), барбарис (лимонно-желтый), шелковица (золотисто-желтый), боярышник, карельская береза, черемуха (красновато-буровато-желтый), айлант (розовато-желтый);

бурый – кедр, тополь, ядро вяза (светло-бурый), бук, лиственница, ольха, груша, слива (красновато-розовато-бурый), каштан, рябина (коричнево-бурый), акация (желтовато-бурый), анатолийский орех (зеленовато-бурый);коричневый – черешня (желтовато-коричневый), яблоня (желтовато-розовато-светло-коричневый), абрикос, грецкий орех (светло(темно) – коричневый);

красный – тис, красное дерево;

розовый – лавровишня (желтовато-розовый), чинара (темно-розовый);

оранжевый – крушина;

фиолетовый – сирень, бирючина (ядро);

черный – мореный дуб, эбеновое дерево;

зеленоватый – хурма, фисташка.

Блеск древесины – это ее свойство отражать световой поток. У различных пород блеск неодинаковый; в значительной степени это свойство проявляется у бука, клена, чинары, белой акации. Матовый (сатиновый) блеск имеют тополь, липа, осина, тик; шелковистый – ива, вяз, ясень, черемуха; золотистый – черешня; серебристый – сибирский кедр; муаровый – береза, серый клен, лавровишня.

Блеск древесины зависит не только от наличия и размеров сердцевинных лучей, но и от характера их размещения по разрезам: чем крупнее сердцевинные лучи (например, у дуба) и чем плотнее древесина, т. е. чем кучнее расположены сердцевинные лучи (например, у клена), тем значительнее будет блеск древесины. Распределение блеска по поверхности неодинаково и зависит от вида разреза: в радиальной плоскости он сильнее, в поперечной – слабее.

Светотеневые переливы у одних пород хорошо заметны только на продольном разрезе ствола, у других – на всех разрезах. Они существенно влияют на декоративные качества древесины, усиливая или ослабляя ее выразительное звучание, поэтому блеск древесины учитывают при составлении мозаичных наборов.

2. Отличительные особенности и применение древесных пород

Хвойные породы. Сосна – наиболее распространенное дерево хвойной породы. Цвет ее древесины может быть бурым, красноватым, желтоватым и почти белым с легкими разводами красноты. Лучший материал получают из тех деревьев, которые растут на возвышенностях, сухих холмах, песчаниках; годичные слои у них расположены близко друг к другу, а древесина имеет плотную структуру. Структура древесины сосны, растущей во влажных местах, более рыхлая. В сухом виде сосна – легкая и податливая для столярных работ. Вдоль волокон она строгается хорошо, поперек – с трудом, а пилится поперек хорошо, вдоль – плохо. Древесина сосны хорошо склеивается. Из нее изготовляют мебель (для этого подбирают натуральное дерево с красивой, ярко выраженной текстурой), каркасы конструкций столярных изделий и конструкции под облицовку строганным шпоном ценных пород. Сосна широко применяется для изготовления дверей, окон, настила полов и т. д. Древесина хорошо обрабатывается красителями и лаками после обессоливания. Сосна используется также для мозаичных и резных работ.

Ель мягче сосны, но она имеет большое количество мелких и средних сучков, что затрудняет ее применение в ответственных столярных конструкциях. Текстура ее древесины невыразительна. Ель менее влагостойка, чем сосна, и скорее поддается гниению, зато древесина ее мало подвержена короблению, что является положительным качеством этого материала. Отделывается ель плохо, а склеивается лучше сосны. Широко применяется в мозаичных наборах благодаря сучковатой текстуре. В столярном деле используется в основном для неответственных конструкций мебели, не испытывающих больших нагрузок во время эксплуатации.

Лиственница занимает особое место среди других хвойных пород. Ее древесина имеет красновато-коричневатый, иногда буроватый опенок и отличается высокой прочностью (прочнее дуба) и влагостойкостью. Сухая древесина лиственницы обрабатывается хорошо, хотя при длительной обработке деталей подошва инструмента засмаливается. Лиственница мало подвержена короблению, но при быстрой сушке в древесине ствола могут возникать внутренние трещины. Для отделки лиственницы применяют в основном нитроцеллюлозные лаки. Порода используется в столярных и мозаичных работах, применяется для изготовления резных изделий.

Кедр имеет беловато-желтую древесину с различными цветовыми оттенками в зависимости от места произрастания. Древесина кедра не отличается высокой плотностью и прочностью, обладает стойкостью против гниения, мало подвержена червоточине, имеет сильный специфический запах, хорошо колется. В столярном деле употребляется для изделий, не подвергающихся большим нагрузкам. Полировку кедрового дерева применяют мало, отделывают его в основном воском. Древесина кедра, как и лиственницы, хорошо обрабатывается режущим инструментом. Кедр – хороший материал для резьбы.

Можжевельник – хвойный кустарник, диаметр стволов которого бывает до 10 см. Крепкая тонкослойная древесина его хорошо обрабатывается и полируется, имеет специфический приятный запах. Можжевельник применяется в столярном деле для изготовления мелких деталей, при точении, для резных и мозаичных работ.

Кипарис и туя по свойствам похожи на можжевельник, но их древесина более широкослойная и темнее по тону. Они применяются для мелких резных работ. Кипарис не трескается и не коробится.

Тис имеет красно-бурую с темными и светлыми прожилками древесину. Заболонь у него светлая, почти белая. Древесина тиса прочная и твердая со значительным количеством сучков на стволе. Она почти не подвергается червоточине и мало чувствительна к атмосферным переменам. Строгается и полируется хорошо; отлично красится, особенно в черный цвет. В столярном деле древесина тиса находит разнообразное применение; это хороший материал для резьбы. Шпон из тиса ценится в мозаичных работах.

Сибирская пихта применяется наравне с елью, хотя и имеет пониженные физико-механические свойства.

Лиственные породы. Наибольшее значение в столярном деле имеют не хвойные, а лиственные породы. Из многообразия лиственных пород в первую очередь следует выделить дуб.

Дуб отличается высокой прочностью, твердостью, стойкостью против гниения, способностью к гнутью, имеет красивую текстуру и цвет. На тангентальном разрезе ясно видны поры, а на радиальном – крупные сердцевинные лучи. Заболонь у дуба четко отделяется от ядра светлым тоном. Древесина дуба обладает достаточной вязкостью и хорошо обрабатывается режущим инструментом. Пролежав в воде несколько десятков лет, она приобретает шелковистую темно-фиолетовую с зеленоватым отливом окраску (под «вороново крыло»). Ее твердость по сравнению с сухой древесиной выше, но выше и хрупкость. Обработка мореного дуба затруднительна. Имея много дубильных веществ, древесина дуба хорошо протравливается. Кора молодого дуба служит источником дубильных веществ. В отваре из смеси дробленой коры и стружки ствола дуба выдерживают древесину других пород и насыщают таким образом ее дубильными веществами. Вымоченная в таком наваре и насыщенная дубильными веществами древесина хорошо протравливается в растворах солей металлов, приобретая необходимую окраску. Древесина дуба широко используется для изготовления мебели, паркета, предметов декоративно-прикладного искусства, а также в бондарном деле. Шпон из дуба применяется для облицовывания малоценных пород, фанеры, древесностружечных плит и т. д. Дуб используется в мозаичном деле и для крупной резьбы; для мелких профилей он невыразителен. Древесина дуба плохо принимает спиртовые лаки и политуру, но хорошо клеится.

Ясень древесиной похож на дуб, хотя и не имеет ярко выраженных сердцевинных лучей. При обесцвечивании приобретает оттенок седины. Хорошо гнется после пропаривания. При сушке трескается мало; из-за высокой вязкости и прочности древесина обрабатывается с трудом. Ясень легко повреждается червоточиной, поэтому его древесину подвергают антисептической обработке. Заболонь у ясеня четко отделяется от ядра. Текстура его красивая, буровато-желтого цвета. В неблагоприятных условиях (влажность, сырость) ясень быстро загнивает. Гибкая и прочная древесина ясеня рекомендуется для изготовления домашнего спортивного инвентаря – гимнастической стенки, гимнастических досок, а также перил, рукояток инструментов и т. д. Из-за низкого сопротивления трению ясень не рекомендуется использовать для колодок режущих инструментов. Полируется ясень плохо; требует, как и дуб, порозаполнения. Для ясеня рекомендуется декоративное покрытие нитролаками или воскование. Благодаря частым наростам на стволе и ярко выраженной текстуре, древесина ясеня широко применяется в мозаичном деле.

Бук имеет прочную и твердую древесину; по прочности она не уступает дубу. В чистом виде бук не имеет ярко выраженной текстуры, но на тангентальном и радиальном разрезах его древесина очень красива, и эти декоративные качества ее используются при облицовывании мебели строганым шпоном. Бук гигроскопичен, поэтому его не употребляют для изделий, находящихся во влажной среде. Древесина быстро сушится и не трескается. Бук легко колется, пилится и обрабатывается режущим инструментом, хорошо гнется в пропаренном виде, полируется с трудом. Применение бука в столярном деле разнообразно: от колодок строгальных инструментов до мебели из массива. Древесина с успехом используется в резьбе, хотя и имеет высокую твердость, а также в мозаичных работах. Она хорошо отделывается нитро– и полиэфирными лаками, воскованием, окрашивается в различных растворах и отбеливается.

Граб называют еще белым буком. Он имеет твердую, прочную и плотную древесину беловато-серого цвета. Текстура граба не отличается яркостью, как, например, у ясеня; на ровном матовом фоне его древесины разбросаны светлые точки. Нередко эта порода имеет косослойное строение древесины, поэтому граб колется с трудом. Заболонь не имеет большого различия в переходе к ядру. После просушивания граб почти не подвержен короблению; его твердость становится выше твердости дуба. Режущим инструментом обрабатывается с трудом. Применение граба в столярном деле разнообразно, хотя и не такое широкое, как дуба, ясеня или бука; используется в мозаичном деле. Граб хорошо отделывается и травится.

Береза обыкновенная отличается высокой прочностью, однородным строением и цветом, средней плотностью и твердостью. Древесина ее неустойчива против гниения; используется в основном для изготовления фанеры, лущеного шпона, древесностружечных плит, пластиков; применяется в мебельном производстве и вообще в столярном деле. Береза легко обрабатывается и отделывается, при травлении хорошо окрашивается под более ценные породы. Древесина в распаренном состоянии хорошо гнется. Березовые капы (наросты на стволе) дают очень ценный материал для мозаичных работ. Благодаря однородности, вязкости и твердости древесины, березу применяют и для изготовления резных изделий. Недостатки этой породы: долго высыхает, легко колется, сильно трескается, коробится, подвержена червоточине.

Древесина карельской березы вязкая и твердая, легко поддается столярной обработке. Среди лиственных светлых пород ей нет равных по красоте текстуры. Очень высоко ценится в мозаичных работах и как поделочный материал. Дубильные вещества карельской березы способствуют качественному окрашиванию ее древесины и тонированию в различные цвета. Благодаря свилеватости и перепутанности древесных волокон, эта порода почти не колется, поэтому ее иногда применяют для изготовления ударных частей инструментов.

Клен обыкновенный имеет прочную, твердую и колкую светло-желтую древесину. Принадлежит к безъядровым породам. Древесина хорошо обрабатывается режущим инструментом, нестойка против сырости, хотя коробится мало. Благодаря дубильным веществам, она в солях металлов принимает нужную окраску и тон. Клен прекрасно режется и полируется, поэтому используется для резных работ с мелкой профилировкой. Древесину часто имитируют под другие породы с ровной структурой. Клен применяется для изготовления мебели, строганного шпона, паркета, музыкальных инструментов и т. д. Древесина его почти не трескается, поэтому из нее можно изготовлять декоративную посуду.

Явор – разновидность клена обыкновенного. Имеет свилеватистую структуру, которая ценится в мозаичных работах.

Клен «птичий глаз» имеет очень красивую, характерную текстуру. Высоко ценится облицовочный материал из этой разновидности клена. Иногда эту породу называют «сахарный клен».

Липа, как и клен, относится к безъядровым породам; имеет легкую, белую древесину. Текстура липы не выражена. Применяется в виде лущеного шпона для изготовления фанеры. В мозаичных работах используется для крупных и средних безтекстурных вставок при наборах орнаментов. Липа относится к породам, которые почти не трескаются и мало усыхают. Благодаря однородности текстуры и равномерному строению древесных волокон, липа является лучшим материалом для резьбы. Древесина ее вынослива к сырости, но подвержена червоточине. Мягкость и податливость древесины позволяют использовать липу для изготовления чертежных досок. Липа почти не имеет дубильных веществ, поэтому плохо травится и окрашивается. Для окрашивания древесину насыщают дубильными веществами.

Тополь (обычный и серебристый) широкого применения в столярном деле не нашел из-за мягкости древесины. Заболонь у тополя чисто белая, ближе к ядру – сероватая. Наросты и наплывы на стволе тополя имеют выразительную текстуру, которая высоко ценится в мозаичных работах и облицовывании мебели.

Вяз имеет темное ядро и хорошо различимые годичные слои, которые в радиальном разрезе образуют красивый рисунок. По твердости и некоторым другим качествам древесина вяза приближается к дубу. Со временем она, как и у дуба, темнеет. Древесина вяза гибкая, плотная, используется для изготовления рукояток к ударным столярным инструментам, станин столярных верстаков и т. д. Вяз с трудом колется, полируется и обрабатывается режущим инструментом; с успехом применяется в мозаичном деле. Вязовые капы, благодаря красивой текстуре волокон, имеют преимущества перед капами тополя, грецкого ореха и даже карельской березы.

Ильм по свойствам древесины напоминает вяз, но тверже его. Цвет древесины сероватый, с красивыми продолговатыми пятнышками.

Ольха – мягкая, безъядровая порода, не имеющая ярко выраженной текстуры. Древесина свежесрубленной ольхи на воздухе быстро темнеет. Хорошо обрабатывается режущим инструментом, прекрасно тонируется под другие породы однородного строения, особенно под черное и красное дерево. Ольха устойчива против гниения в сырых и влажных условиях, но в сухих местах подвергается червоточине. Высыхает быстрее других пород. Древесина ее хорошо полируется. Вследствие легкости, однородности строения и незначительного коробления хорошо режется и широко применяется в декоративно-прикладном искусстве, особенно для резных изделий.

Осина во многом схожа с ольхой; легко поддается столярной обработке. Применяется при изготовлении фанеры, гонта, спичек и т. д.; используется в резных работах.

Груша имеет красивую розоватую, иногда желтовато-белую (дикая груша) древесину. У старых деревьев она обычно темнее, чем у молодых. Древесина груши плотная, без заметных годичных слоев. Она прекрасно строгается и режется во всех направлениях. Чтобы повысить твердость, грушевую древесину помещают в воду и выдерживают продолжительное время, после чего долго сушат в тени. После просушивания она приобретает буроватый оттенок. В мебельном производстве грушу часто тонируют в черный цвет. Благодаря плотной структуре, древесина хорошо полируется и дает превосходный материал для самых мелких профилей в резьбе. При сушке груша почти не коробится и не растрескивается, но подвержена червоточине.

Акация белая считается самой твердой из лиственных пород. Цвет ее древесины желтый; на срезах четко выделяются годичные слои. В сухом виде акация обрабатывается с большим трудом. Древесина не трескается и не коробится, имеет большое сопротивление трению, очень упруга и прекрасно полируется. На воздухе и под воздействием света она со временем заметно темнеет, отчего текстура становится выразительнее и ярче. Из древесины белой акации изготовляют колодки строгальных инструментов и винты для столярных верстаков. Применяют ее в виде строганного шпона для мозаичных работ.

Шелковица (тутовое дерево) имеет красновато-бурую древесину: заболонь у нее узкая. Под воздействием света древесина со временем темнеет. Режущим инструментом обрабатывается с трудом, очень хорошо полируется. Находит применение в токарных и мозаичных работах. Лучшей из разновидностей является шелковица черная.

Грецкий орех имеет очень красивую текстуру с большой гаммой тональных переходов. Чем больше возраст грецкого ореха, тем ценнее его древесина. Капы этого дерева в виде строганого шпона являются прекрасным материалом для мозаичных работ. Очень ценится грецкий орех у резчиков по дереву, так как имеет хоть и плотную, но податливую древесину. Благодаря наличию дубильных веществ, его древесина легко тонируется и окрашивается в различные цвета. В мозаичных работах цветовые переходы выполняют не только окрашенным, но и отбеленным шпоном. Выдерживая листы шпона в перекиси водорода, можно достичь абсолютной белоснежности древесины. Часто грецкий орех тонируют в черное дерево. По текстуре, цвету, тональным переходам и вязкости (благодаря которой шпон не трескается во время вырезания самых сложных и мелких деталей) древесина грецкого ореха является лучшим материалом для мозаичных работ. Широко применяется в столярном деле, особенно при изготовлении мебели.

Яблоня имеет слаботекстурный с незначительными отклонениями тона (розоватый с краснотой или побурением) цвет. Древесина ее умеренно твердая и плотная, хорошо отделывается, полируется и обрабатывается режущим инструментом, однако сильно коробится. В мозаичных работах используется при наборах портретов, пейзажей и геометрических орнаментов. В столярном деле применяется для изготовления колодок ручных инструментов.

Каштан имеет несколько разновидностей; из них наиболее известны каштан съедобный и конский. Благодаря мягкости и равной плотности, каштан съедобный применяют в столярном деле и для резьбы. Своим строением эта порода несколько похожа на дуб и ясень, но в радиальном разрезе не имеет свойственного дубу блеска сердцевинных лучей. Каштан конский косослоен и сероватым цветом напоминает сосну; имеет прочную древесину и благодаря дубильным веществам хорошо травится в растворах. Его используют в столярном и мозаичном деле в виде строганого шпона.

Рябина имеет твердую, плотную, мелкослоистую древесину, которая с успехом используется для изготовления рукояток ударных столярных инструментов и колодок рубанков. В дело употребляют только хорошо высушенную древесину. Текстура рябины выражена слабо.

Карагач – твердая, прочная и плотная порода, которая хорошо отделывается и полируется. Благодаря красивой текстуре, его древесина применяется в мозаичных работах и в столярном деле, особенно при изготовлении изящной мебели. На стволах дерева часто образуются капы, которые широко используются в виде шпона в мозаичных наборах.

Платан и чинара (восточный платан) растут, как и карагач, на юге. Цвет ядра у них буро-коричневый. В радиальном разрезе дают красивый рисунок древесных волокон, что с успехом используется в мозаичных работах. Эти породы – умеренно твердые; обработка их режущим инструментом вследствие косослойности затруднена; древесина полируется хорошо.

Фруктовые деревья (слива, вишня, черешня, абрикос) и некоторые кустарники (сирень, крушина, боярышник, лещина, ракитник, кизильник, барбарис и др.) используются для изготовления мелких столярных изделий. Как правило, их древесина мелкослойная, твердая, различных цветовых оттенков – от бело-розового до фиолетового в сердцевинных частях стволов. Древесина фруктовых деревьев хорошо полируется, красится и протравливается в химических растворах. Многие из кустарников (барбарис, крушина, кизильник, ракитник, боярышник и др.) употребляются в качестве красящих веществ. Для этого используют их стружку, кору и опилки. Тик и палисандр импортируются в виде строганного шпона для облицовывания мебели. Тик имеет однообразную текстуру светло-буровато-шоколадного цвета, палисандр – очень красивую текстуру с пурпурно-коричневым фоном, по которому проходят черные и темно-коричневые полосы. Их узкая заболонь – светло-желтая. Древесина тика режется легко, а палисандра – очень трудно. Эти породы имеют специфический запах, похожий на запах сушеного чернослива. Полиэфирный лак соединяется с ними непрочно, особенно с палисандром, который больше, чем тик, выделяет эфирных масел, скапливающихся в местах с черным оттенком. В нашу страну ввозятся также красное, эбеновое (черное), лимонное дерево и некоторые другие породы.

3. Отбор древесины для столярных работ

Столярные работы бывают белодеревными и краснодеревными. Исходным материалом для белодеревных работ служит древесина хвойных и мягких лиственных (береза, липа, тополь), для краснодеревных – твердая древесина ценных лиственных пород. Для обоих видов работ применяются породы деревьев с относительной прямолинейностью ствола и небольшим количеством здоровых сучков.

Влияние свойств древесины на выбор материала. Чтобы правильно выбрать древесину, необходимо знать свойства древесных пород.

Хвойные породы используют в качестве основы при облицовывании деталей шпоном из твердых ценных пород; твердые лиственные породы (дуб, бук, береза обычная и карельская, грецкий орех, граб, клен обычный и «птичий глаз», ясень и др.) применяют в натуральном, цельном виде. В мозаичных работах используют шпон лиственных и хвойных пород. Для резьбы по дереву при последующем травлении и крашении древесины в темный цвет выбирают только некоторые лиственные породы – липу, осину, иву, рябину, березу. Если хотят оставить натуральный цвет деталей резного изделия, то для его изготовления берут грушу, клен, грецкий орех, каштан, дуб и др.

Хвойные породы в основном имеют мягкую древесину, поэтому для лицевых деталей в изделиях используются редко. Это связано с тем, что мягкая древесина чувствительна к механическим повреждениям и ударам. Практика показывает, что при соблюдении требований к технологическому процессу хвойные породы можно с успехом использовать для изготовления мебели.

Изделия небольших размеров изготовляют в основном из хвойной древесины без сучков, с красивыми, ярко выраженными годичными слоями (кипарис, можжевельник, лиственница, красная сосна и др.). Ель с большим количеством сучков, а также белая сосна и пихта – породы, требующие дополнительной декоративной отделки тонированием или орнаментальной резьбой. Древесина хвойных пород легко окрашивается, но при интенсивной окраске цветовой тон глушит ее декоративные достоинства.

При высыхании древесина сжимается в объеме и подвергается естественному короблению.

В столярном деле нужно правильно определять время сушки дерева, поскольку и недосушенный, и пересушенный материал в одинаковой степени непригоден для работы. В условиях эксплуатации с нормальной влажностью среды пересушенная древесина неизбежно впитает влагу с воздуха и покоробится. На нормальное состояние древесины пагубно влияет и переменное изменение температуры: материал при этом трескается.

На состояние древесины, ее сушку и разбухание влияет ряд причин: время заготовки, длительность, условия выдержки и т. п. У дерева, заготовленного зимой, древесина (по сравнению с летней заготовкой) менее влажная, так как в этот период оно замедляет свой рост. Необходимо помнить, что недосушивание и пересушивание сильнее всего сказываются на твердых и плотных породах и слабее – на мягких и рыхлых. Для изделия необходимо подбирать древесину однородных по структуре пород, чтобы степень усыхания заготовок была одинаковой.

Рис. 2. Усыхание деталей распиленного ствола дерева (коробление): 1 – заболонный участок; 2 – ядровая древесина

У распиловочного материала при высыхании наблюдаются прогибы и выпуклости (рис. 2), т. е. происходит его коробление. У центровой доски коробление будет едва заметным, поскольку твердая ядровая древесина усыхает значительно меньше заболони. Пригодность столярного материала в какой-то степени можно определить по наружным признакам ствола сваленного дерева. При отборе древесины обращают внимание на лучевые трещины в торце: отсутствие их или наличие мелких трещин свидетельствует о доброкачественности материала; глубокие трещины являются признаком его низкого качества. При глубоких лучевых трещинах в стволе могут быть полости, которые, например, у сосны, заполняются смолистым веществом – живицей (этот дефект сосны называют засмолком). Если трещины идут по годичным слоям древесины, т. е. дугами, то такое дерево непригодно для столярных работ.

При выборе древесины мягких хвойных пород обращают внимание на плотность годичных слоев. Чем они гуще и переходы их плавнее, тем древесина плотнее и однороднее, а значит качественнее. Широкослойность древесины указывает на ее рыхлость и незначительную прочность; изделия из такой древесины не должны подвергаться резким и переменным нагрузкам. Параллельность годичных слоев свидетельствует об относительной прямолинейности древесины в продольном разрезе, а следовательно, о доброкачественности материала.

У отдельно растущих деревьев после валки и распиловки можно наблюдать непараллельность древесных волокон, т. е. косослойность. Вместе с косослойностью у таких деревьев ядровая часть смещена к заболони. Древесина с этими дефектами больше трескается и сильнее коробится.

При отборе древесины следует обращать внимание на возраст дерева. Молодая древесина мягкая и рыхлая, а старая в большей степени подвержена гниению, поэтому лучше всего выбирать древесину среднего, зрелого периода роста. Так, для столярных работ лучшей считается древесина сосны в возрасте 80–90, дуба – 80–150, березы и ясеня – 60–70, ели – 120, ольхи – 60 лет и т. д. Возраст сваленного дерева определяют по его поперечному разрезу, на котором хорошо видны годичные слои.

В столярном деле одни древесные породы считаются более гибкими, другие – менее гибкими (упругими). В то же время древесина осенней заготовки более гибкая, чем зимней. Установлено, что в наибольшей степени гибкость дерева проявляется в его среднем возрасте.

Гибкая порода легко гнется, но трудно ломается. Следует знать, что по гибкости сосна уступает липе, а ольха – березе. Липа, береза, ильм, осина являются наиболее гибкими; затем следуют дуб, бук, ель, ясень, клен; наименее гибкими считаются лиственница, ольха, граб, пихта, сосна. Гибкость дерева во многом зависит от места его произрастания, наличия в почве различных питательных элементов, окружения, в котором растет дерево (в гуще леса или на открытом месте), наличия сучков и т. д.

В столярном деле при гнутье древесины очень важным является такое ее свойство, как вязкость. При высокой вязкости дерево гнется по всем направлениям не ломаясь, но и не принимая прежней прямолинейности. Таким качеством обладают клен, вяз, можжевельник, орешник, береза, ясень, лиственница, бук, молодой дуб и т. д.; хрупкими породами считаются ольха, осина, ель и др.

В большой мере на вязкость и хрупкость древесины оказывает влияние почва, на которой растет дерево. Так, если сосна и бук росли на влажной почве, то их древесина будет иметь высокую вязкость, а если на сухой – то среднюю. Дуб имеет высокую хрупкость, если произрастает во влажной или слишком сухой среде. В производственных условиях для получения однородной вязкости определенные породы перед обработкой предварительно пропаривают, насыщая древесину влагой, а затем подвергают гнутью.

Древесина имеет свойство раскалываться по направлению волокон, и чем более прямолинейна ее структура, тем легче она раскалывается. Плотные и гибкие породы раскалываются легче мягких. Сучковатость, свилеватость, наплывность и перепутанность древесных волокон снижают степень раскалываемости. Легче раскалываются дуб, бук, ясень, ольха, ель и др., труднее – груша, тополь, граб и т. д. Для резьбы подбирают породы с более низкой степенью раскалываемости.

Долгое хранение древесины снижает ее прочность, поэтому столяр должен соблюдать условия хранения материала, а готовые изделия защищать от атмосферных влияний, покрывая их лаками, мастиками и т. п.

Отбирая материал для столярных работ, столяры обращают внимание на цвет в разрезе или в отщепе древесины. Если ее цвет неравномерный или слишком яркий, то это свидетельствует о начавшемся грибковом заболевании. Такое дерево непригодно для столярной работы.

Сучки в деталях конструкций нежелательны, так как снижают прочность древесины. При высушивании древесины они обычно выпадают. У хвойных пород полость выпавшего сучка заполняется смолистым веществом, и тогда наблюдается «табачный» сучок. Материал с наличием большого количества сучков используют для неответственных конструкций.

Рис. 3. Схема распиловки ствола дерева: 1 – брус; 2 – обрезная доска; 3 – необрезная доска; 4 – горбыль

Пиломатериалы и продукты переработки древесины. Древесные материалы бывают в виде распиленной, измельченной и клееной древесины, а также шпона.

Распиловочный сортамент, используемый в столярном производстве, получается в результате распиловки ствола дерева (рис. 3). Сортамент пиломатериалов определяется наличием различных дефектов древесины и зависит от точности ее распиловки, чистоты обработки и степени покоробленности. Приобретая или заготавливая материал, исходят из его размеров и необходимого объема. Материала заготавливают всегда чуть больше, чем необходимо, учитывая скрытый брак заготовок.

Наиболее употребительные размеры пиломатериалов для работы в домашних условиях следующие: досок – толщина 13–45, ширина 80–250 мм; брусков – соответственно 50–100 и 80–200 мм; брусьев – сечение 130–250130–250 мм. Длина пиломатериалов – не более 6,5 м.

Для столярной заготовки используют обычно необрезные доски, выпиленные ближе к центру ствола. Они в меньшей степени подвержены усадке и высыханию. Для небольших изделий используют и дефектные в целом доски: со сбежистостью, кривизной, трещинами, незначительным косослоем, сучковатостью.

Материал для столярных изделий покупают в магазинах. Но не следует забывать, что для их изготовления можно использовать старую мебель, тарную дощечку, отходы пиломатериалов, старый паркет, элементы разбираемых деревянных построек, балочных перекрытий и т. д.

Продуктами переработки древесины являются строганый и лущеный шпон, фанера, древесностружечные и древесноволокнистые плиты.

Строганый и лущеный шпон служит материалом для облицовочных и мозаичных работ. В магазины шпон поступает с деревообрабатывающих комбинатов или мебельных фабрик в пачках различной длины и ширины. Получают его при строгании или лущении древесины: лущеный – березы, ольхи, ели, сосны, бука, липы и других пород со слабовыраженной текстурой, строганый – грецкого ореха, ясеня, бука и т. д. Строганый шпон используют, как правило, для облицовывания мебели, а лущеный – столярных и древесностружечных плит. Для облицовывания в домашних условиях рекомендуется шпон толщиной 0,6–1,5 мм.

Кроме строганого и лущеного шпона, для облицовывания изделий в столярном деле используют еще пиленый шпон толщиной 1–12 мм. В домашних условиях такой шпон получают, распиливая древесину обыкновенной одноручной пилой с соответствующим разводом зубьев. Пиленый шпон используют для облицовывания небольших изделий.

Фанера состоит из нескольких (трех, пяти и более) склеенных слоев лущеного шпона. Основными породами древесины, используемой для изготовления фанеры, являются ольха, береза, бук, сосна, липа и др. В продажу фанера поступает шлифованной и нешлифованной с маркировкой согласно применяемым клеевым составам. Фанеру применяют в качестве конструкционного и облицовочного материала. Оклеивают ее строганым шпоном ценных пород – дуба, ясеня, березы, бука, грецкого ореха, красного дерева, клена и т. д. Вместо шпона фанеру можно облицовывать декоративными пленками или декоративной бумагой. Толщина фанеры 3–18 мм.

Столярные плиты – это склеенные между собой рейки, облицованные лущеным шпоном или фанерой. Для облегчения конструкций изготовляют также плиты, в которых рейки размещены блоками с образованием пустот. Щиты, изготовленные таким образом, не гнутся и не трескаются. Толщина столярных плит 16–50 мм. В домашних условиях мастер может изготовить столярную плиту сам, используя соответствующие материалы и инструмент. Столярные плиты используют для изготовления предметов мебели.

Древесно-стружечные плиты (ДСП) изготовляют из древесины и ее отходов, которые измельчают, сушат, сортируют, смешивают со связующим, формуют и при определенном давлении и температуре прессуют. Толщина плит 10–20 мм. Плиты бывают водостойкие и неводостойкие, разной плотности, шлифованные и нешлифованные. ДСП применяют в основном для устройства перегородок, обшивки каркасов конструкций и изготовления отдельных предметов мебели.

Древесно-волокнистые плиты (ДВП) также изготовляют из дробленой древесины, которая проходит дополнительную специальную обрабтку. Толщина ДВП 2,5–25 мм. Плиты имеют различные плотность, водостойкость и степень звукопоглощения. ДВП повышенной твердости применяют для облицовывания каркасов мебели, щитовых конструкций раздвижных дверей, перегородок и т. п.

Использование коры. В мозаичных работах используется кора некоторых деревьев. Наиболее широко применяется кора березы (береста), сосны в возрасте 45–60 лет, ивы, молодых побегов розового куста и др.

Бересту заготавливают в мае—июне, когда особенно сильное сокодвижение. Лучше других – кора с обычной березы, особенно с деревьев, растущих на умеренно-влажных грунтах: она чистая, без черных отметин и штрихов. Бересту отслаивают со срубленного дерева острым еловым или рябиновым клином по сделанным предварительно надрезам. После отделения от дерева ее тщательно протирают тканью; хранят в пачках под грузом в прохладном затененном месте. Перед работой бересту вымачивают в горячей воде, после чего она становится мягкой и податливой. Иногда береста бывает толще строганного шпона, и чтобы сделать ее тоньше, снимают несколько внутренних слоев. В процессе работы на бересту давить не рекомендуется, потому что она от этого уплотняется и темнеет. Под лаком береста также немного темнеет.

Кора сосны сверху имеет красно-оранжевую чешуйчатую структуру, под которой расположен зеленый подслой – молодая кора, легко снимаемая со ствола. Бить по коре не рекомендуется, так как в местах удара появляется почернение. После снятия с дерева кору сосны подсушивают до исчезновения излишков влаги. При высыхании она немного темнеет. После покрытия лаком цвет коры становится насыщеннее. Применяется кора сосны в основном для вставок, где необходим природный, зеленый цвет, в растительных орнаментах и т. д.

Полезные замечания. Для определения влажности древесины на свежий скол отщепа от заготовки кисточкой наносят спиртовой раствор йода. Если дерево заготовлено зимой (менее сырое), то прожилки приобретут темно-фиолетовый оттенок, если летом (более сырое) – желтоватый.

Если при ударе молотом или обухом топора по торцу заготовки получается глухой звук – древесина сырая, если звонкий – сухая. Однако определить таким образом влажность сучковатой заготовки трудно, так как наличие сучков будет усиливать «звучание» древесины.

Лучше всего влажность древесины определить по стружке, снимаемой фуганком с заготовки. Древесина будет сырая, если тонкую и длинную стружку можно завязать в узел, и сухая, если стружка ломается.

Плотность древесины можно определить по степени насыщения ее влагой. Так, чтобы отобрать дубовую доску высокого качества, одинаковые по размеру образцы нескольких досок помещают на несколько часов в воду, после чего их взвешивают. Самый тяжелый образец будет самого низкого качества, так как он впитал много воды, а это значит, что у него древесина менее плотная, чем у остальных.

В соках, которыми питается дерево во время своего роста, содержится много различных солей. При высыхании древесины они остаются в порах клетчатой структуры дерева, куда при определенных условиях поступает и влага с воздухом. Это способствует загниванию материала заготовок. Чтобы избавиться от солей, заготовки с грузом опускают на чистое речное дно комлем против течения. Через определенное время (обычно 7–8 месяцев) вода вымоет из древесины все соли. После сушки дерево становится очень прочным, почти не коробится и не трескается. Следует помнить, что не из каждого дерева можно таким способом избавить от солей, так как многие породы во влажной среде загнивают. Поэтому выщелачиванию подлежат лишь те породы, которые выносливы к пребыванию во влажной среде: дуб, сосна, ольха, тис и некоторые другие.

4. Хранение древесных материалов

Хранение материалов из древесины – это прежде всего защита их от коробления, растрескивания, воздействия грибков и насекомых.

Пиломатериалы обычно хранят в штабелях (рис. 4). Под штабелем оставляют просвет для циркуляции воздуха, а если штабель размещают на земле, то на нее укладывают полотнище толя соответствующих размеров. Сверху устраивают кровлю с небольшим уклоном, а торцы штабеля прикрывают от прямого воздействия ветра. Пиломатериалы укладывают рядами по горизонтали и вертикали. Между вертикальными рядами оставляют просветы для циркуляции воздуха, а между горизонтальными помещают прокладки толщиной до 30 мм.

Рис. 4. Сушка пиломатериалов в штабеле

Несоблюдение правил хранения (нарушение однородности подбора пиломатериалов по толщине и ширине, несоблюдение просветов при укладке, отсутствие подштабельных оснований и т. д.) отрицательно влияет на качество хранения и может привести к порче материалов.

Перед использованием материал подвергают подсушиванию; его влажность должна составлять 15–20 %. Короткие доски высыхают быстрее, меньше коробятся и растрескиваются, поэтому длинные заготовки рекомендуется разрезать в соответствии с размерами предполагаемого изделия с запасом 5–10 мм.

Короткие заготовки можно сушить в вертикальном положении (так они быстрее сохнут), а длинные – в горизонтальном (так они меньше коробятся). Продолжительность подсушивания пиломатериалов из хвойных пород толщиной до 30 мм и влажностью до 20 % – около 3 месяцев в летний период. Пиломатериалы большей толщины следует подсушивать более длительное время.

Торцы заготовок предохраняют от растрескивания. Для этого их уплотняют ударами стального молотка или заклеивают плотной бумагой. В результате этого поступление влаги в торцы уменьшается или полностью исключается.

Древесностружечные плиты очень гигроскопичны, поэтому их нельзя держать во влажной среде. Это касается и других древесных материалов: фанеры, шпона и т. п.

Древесный материал в равной мере чувствителен как к сырости, так и к повышенной температуре. Поэтому хранить его рекомендуется в кладовке, где соблюдается относительно устойчивая температура и влажность.

Листы строганого шпона следует предохранять от пыли, которая, попадая в поры, загрязняет древесину, особенно светлых пород. При неправильном хранении строганый шпон коробится, на нем появляются пятна, полосы и т. п. Поэтому его рекомендуется складывать так, чтобы сохранить эластичность и не допустить высыхания и растрескивания. Влажность древесины должна составлять 12 %, что соответствует температуре в помещении 15–20 °C. Лучше всего хранить шпон в пачках (примерно по 20 листов) согласно его размерам и породам древесины. Складывать его следует в темном месте, вдали от батарей центрального отопления, электрокаминов и т. д. Под влиянием солнечных лучей цвет шпона становится невыразительным, блеклым.

Соблюдение всех мер по хранению различных материалов будет способствовать сохранности их в состоянии, пригодном для использования, и рациональной организации работ.

На материалах, хранящихся в сырых местах, без солнечного света и при слабой циркуляции воздуха, может появиться пленчатый гриб. Обнаружить этот вид грибка несложно, так как на отдельных участках древесины можно заметить белые ватообразные скопления тонких нитей, которые со временем превращаются в пленки с серебристым оттенком. Следствием появления грибка является растрескивание и потемнение древесины, потеря ею прочности. Грибок уничтожают раствором смеси медного и железного купороса (100 г на 1 л теплой воды), опрыскивая им пораженную и здоровую древесину. Примерно через месяц опрыскивание повторяют.

В процессе хранения древесины приходится бороться с жучками-древоточцами. Для этого используют дезинсекталь или другой химический препарат, который вводят в ходы жучка медицинским шприцем.

1. Рабочее место столяра

Рабочее место столяра, плотника, занятого обработкой древесины, оборудуется верстаком (рис. 5), набором необходимых инструментов и приспособлений. На верстаке обрабатывают доски, бруски, детали длиной до 3 м, собирают отдельные элементы изделий.

Верстак состоит из крышки (верстачной доски) и основания (подверстачья). Верстачная доска оборудована передними тисками (поперечными) и задними (продольными). На верстачной доске вблизи ее переднего ребра имеется ряд отверстий – гнезд, предназначенных для установки деревянных или металлических упоров. Вдоль верстачной доски (с задней стороны) находится лоток, в котором размещается мелкий инструмент, необходимый для работы. Основание состоит из стоек, связанных между собой брусками. В некоторых верстаках в подверстачье устраивают шкаф для хранения инструментов и материалов.

Рис. 5. Столярный верстак: а – общий вид; б – передние тиски; в – задние тиски; г – зажимы, упоры; д – крепление доски валетом простым (прижимом); 1 – основание; 2 – передние тиски; 3 – крышка (верстачная доска); 4 – гнезда сквозные; 5 – задние тиски; 6 – лоток; 7 – подкладочная доска; 8 – винт; 9 – коробка тисков; 10 – клинок-упор; 11 – гребенка; 12 – простой валет; 13 – винтовой валет

Передние и задние тиски предназначены для зажима в них обрабатываемых элементов. Передние тиски применяют для зажима деталей в горизонтальном и вертикальном положении, а задние – для зажима деталей в вертикальном положении. Передние тиски имеют зажимный винт и подкладочную доску. Задние тиски с коробкой передвигаются с помощью винта. В гнезда в верстачной доске и задней зажимной коробке вставляют упоры, между которыми укладывают в горизонтальном положении обрабатываемый материал. Вращением винта задних тисков материал зажимают. Упоры следует располагать ниже плоскости обрабатываемой древесины, чтобы инструмент их не задевал. Для лучшего удерживания обрабатываемого материала на верстаке в упоре, примыкающем к древесине, делают насечку. В гнезде упор держится пружиной. При обработке материала в вертикальном положении его зажимают либо в передних, либо в задних тисках. Для обработки оконные створки, дверные полотна, форточки кладут между двумя гребенками и зажимают задними тисками.

Основание верстака делают из древесины хвойных пород, а верстачную доску (крышку) – из древесины березы, дуба, ясеня, бука. Толщина верстачной доски 60–70 мм, ширина 400–500 мм.

По росту верстак подбирают следующим образом: столяр или плотник должен встать около верстака и опереться на него ладонями. Если в выпрямленном состоянии столяр без затруднений опирается на верстак, то он подобран правильно. При низком верстаке работающему приходится нагибаться, а при высоком – вытягивать руки, что утомляет его.

При эксплуатации верстака надо следить за его исправностью. Верстачная доска должна быть ровной, без перекосов, так как на перекошенной доске трудно выполнять точную работу. Тиски должны прочно зажимать обрабатываемый материал, а болты, закрепляющие верстак, должны быть хорошо затянуты. Клинья должны входить в гнездо плотно, но не слишком туго, чтобы не выколоть их края, причем гнезда должны иметь одинаковый размер, чтобы клин можно было вставить в любое гнездо.

Винты делают обычно металлическими, реже деревянными. Для плавного движения винты и ходовые части верстака периодически смазывают. В нерабочем состоянии винты рекомендуется держать слегка затянутыми.

Для повышения долговечности верстак после изготовления покрывают олифой. Не следует устанавливать его вблизи отопительных приборов, ставить на него горячие предметы, а также подвергать увлажнению.

При выполнении работ, в процессе которых можно повредить верстак (пиление, долбление, сверление, резание стамеской), необходимо под обрабатываемые элементы положить доску-подкладку.

Рабочее место должно быть хорошо освещено равномерным светом, содержаться в чистоте, быть очищено от щепы, стружки, опилок и др. По окончании работы его нужно убирать.

Мелкие детали зажимают струбцинами. Они представляют собой скобу, через один конец которой проходит винт диаметром 20–25 мм с ручкой диаметром 25–30 мм. Струбцины могут быть деревянными (рис. 6, а) или металлическими (рис. 6, б). Металлические струбцины более прочны. Для склеивания небольших делянок в щиты применяют металлические ваймы (рис. 6, в).

Рис. 6. Приспособления для зажима: а – струбцина деревянная; б – струбцина металлическая; в – вайма для склеивания щитов; 1 – стяжной болт; 2 – винт; 3 – склеиваемые элементы; 4 – остов ваймы; 5 – передвижной упор

2. Основы резания древесины

Механическая обработка древесины производится двумя способами: с нарушением волокон (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление, циклование и шлифование) и без нарушения волокон (гнутье, прессование, лущение шпона и строгание ножевой фанеры).

Обработка древесины ведется в основном с нарушением волокон древесины, причем наиболее распространенным методом обработки является резание.

Различают резание древесины со стружкообразованием (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление, циклование и шлифование) и без отделения стружки (образование шпона на лущильных станках, раскрой шпона на ножницах, строгание ножевой фанеры, раскалывание древесины, колка дров, клепок для бочек и др.).

Обработка древесины резанием производится режущим инструментом, имеющим один резец (нож), несколько резцов (фрезы) и много резцов (пилы).

Процесс резания состоит в том, что под воздействием внешней силы металлический резец (нож), имеющий форму клина, внедряясь в древесину режущей кромкой (лезвием), перерезает волокна и отделяет их в виде опилок и стружки.

В процессе резания образуется длинная стружка, при получении которой на поверхности древесины создаются неровности (вырывы). Чтобы этого избежать, стружку необходимо надломить, для чего в рубанке устанавливают стружколом (горбатик).

Резец (рис. 7, а) имеет форму клина и состоит из режущей кромки (лезвия), передней, задней и боковой поверхностей. Плоскость, вдоль которой прямолинейно продвигается режущая кромка резца, называется плоскостью резания. Угол образуемый передней и задней поверхностями резца, называется углом заострения, или углом заточки. Угол , образуемый передней поверхностью резца и плоскостью резания, называется углом резания. Задний угол образуется между задней поверхностью резца и плоскостью резания. Передний угол образуется между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания.

Качество обработки древесины зависит от правильного выбора углов заострения; при большом угле заострения на резание затрачивается больше усилий, а при малом угле заточки лезвие быстро тупится, мнется и порою ломается.

Как установлено практикой, для ножей рубанков наиболее оптимальным углом заострения является 25 ± 5°, а передний угол в зависимости от вида инструмента, материала и вида обработки находится в пределах 43–50°.

По отношению к направлению волокон различают три вида резания: в торец, вдоль и поперек волокон.

При резании в торец (рис. 7, б) плоскость резания и направление резания перпендикулярны волокнам древесины, при этом стружка скалывается по слоям, а поверхность получается шероховатой.

При резании вдоль волокон (рис. 7, в) плоскость резания и направление резания параллельны волокнам древесины, слои волокон легко разделяются, поверхность получается гладкой, форма стружки зависит от толщины снимаемого слоя. Толстая стружка надламывается по длине, а более тонкая получается в виде непрерывной ленты (строгание фуганком).

При резании поперек волокон (рис. 7, г) плоскость резания параллельна волокнам древесины, а направление резания перпендикулярно им. Стружка получается непрочной, а поверхность – шероховатой. Лишь при тепловой обработке (распаривании) и при обжиме древесины перед резцом получается стружка в виде непрерывной ленты хорошего качества (лущение шпона).

Кроме основных, имеются промежуточные виды резания: поперечно-торцевое (рис. 7, д), продольно-торцевое (рис. 7, е), продольно-поперечное (рис. 7, ж).

При резании присходит ряд сложных явлений, вызванных внедрением резца в древесину и образованием элементов стружки. Чтобы яснее представить сам процесс резания, его следует расчленить на элементы. Если в процессе обработки резцом образуется одна поверхность резания (рис. 7, з) и стружка срезается со всей обрабатываемой поверхности, такое резание называется открытым. В том случае, когда при обработке образуются две поверхности резания (рис. 7, и), резание называется полузакрытым (например, образование четверти в брусках дверных коробок). Когда при обработке древесины получаются три поверхности (рис. 7, к), резание называется закрытым (например, выборка паза).

Строгание древесины – процесс резания, при котором производится обработка поверхности древесины путем прямолинейного движения резца вдоль волокон (рубанок, фуганок и др.).

Фрезерование представляет собой процесс резания древесины вращающимися фрезами, при котором траекторией резания является циклоида (продольно-фрезерные и фрезерные станки).

Свойства древесины разных пород неодинаковы, поэтому приходится затрачивать различные усилия при обработке разных пород. Обрабатывать древесину сосны легче, чем древесину березы, а древесину березы легче, чем древесину дуба, отсюда: чем больше плотность древесины, тем труднее ее обрабатывать. Меньше усилий затрачивается на обработку влажной древесины, так как ее сопротивление разрушению ниже, чем сухой.

Рис. 7. Резание древесины резцом: а – общий вид: OO – режущая кромка; ООmm' – передняя поверхность резца; ОО'n'n – задняя поверхность резца; Omn, O m'n' – боковые кромки; tfda – плоскость резания; 5 – угол резания; Р – угол заострения; а – задний угол; у – передний угол; б – в торец; в – вдоль волокон; г – поперек волокон; д – поперечно-торцевое; е – продольно-торцевое; ж – продольно-поперечное; з – открытое; и – полузакрытое; к – закрытое; 1 – резец; 2 – древесина

Большое значение для получения чисто обработанной поверхности древесины имеет качество заточки резца (ножа). При работе тупым резцом волокна не перерезаются и не разделяются, а рвутся и мнутся, в результате чего получается нечистая поверхность. Острый резец легко разрезает или разделяет волокна, и поверхность получается чистой.

Шероховатость поверхности древесины характеризуется размерными показателями неровностей (риски, ворсистость, мшистость). При обработке шероховатость поверхности древесины зависит от направления волокон к обрабатываемой плоскости, толщины снимаемой стружки, величины угла заострения и скорости резания, числа резцов, качества их заточки, точности установки и др.

Качественная поверхность древесины получается при резании ее вдоль волокон, при подпоре волокон перед резцом и надламывании стружки. В рубанках волокна со стороны подошвы подпирает леток, а надламывается стружка стружколомом двойного ножа. При работе против слоя волокон получается большей частью нечистая поверхность (отщепы, отколы).

На шероховатость поверхности древесины оказывает влияние скорость резания. Под скоростью резания понимают скорость движения лезвия по траектории резания (относительная скорость движения резца), а под скоростью подачи – скорость, с которой механизм подачи подает деталь (заготовку) режущему инструменту.

3. Разметка

Для получения качественных заготовок нужно подобрать необходимое количество пиломатериалов (досок, брусков) таким образом, чтобы при раскрое на заготовки получилось минимальное количество отходов. В строительных конструкциях зданий и сооружений применяют в основном древесину хвойных пород.

При изготовлении деревянных конструкций непосредственно на строительстве пиломатериалы размечают по чертежу и по шаблонам с учетом припуска на дальнейшую обработку, не допуская при этом дефектов древесины, так как от правильной разметки в значительной мере зависит получение качественных и точных заготовок и деталей. Для разметки и проверки точности обработки заготовок и деталей используют следующие измерительные и разметочные инструменты.

Рулетка Р-3 (рис. 8, а) – помещенная в футляр узкая металлическая измерительная лента длиной 1–100 м с нанесенными на ней делениями, выраженными в метрах, сантиметрах, миллиметрах. Рулетку применяют для линейных измерений, а также грубой разметки длинномерных пиломатериалов. При работе с рулеткой мерную ленту вынимают из футляра за кольцо, выступающее на ободке футляра. Для обратного сматывания ленты вращают складную ручку, помещенную в центре на боковой поверхности футляра. Для плотничных работ используют рулетки длиной 20–30 м.

Метр-рулетка (рис. 8, б) предназначена для более точного измерения и разметки любых заготовок по толщине и ширине, коротких – по длине. Она состоит из металлического футляра со спирально уложенной в ней стальной лентой длиной 1–2 м, на которой нанесены деления. При нажиме на помещенную сбоку футляра кнопку, соединенную с пружиной, лента выскакивает на него. Сматывается лента обратно в футляр вручную.

Складной метр (рис. 8, в) представляет собой набор металлических или деревянных линеек с нанесенными на них делениями. Метр служит для линейных измерений предметов незначительной длины при устройстве паркетных полов и др.