Насколько силен ваш клей?


Мы определили пределы прочности шести типов клея, попутно разрушая и сложившиеся стереотипы.
Если Ваша работу по дереву не ограничивается сколачиванием ящиков, Вы все равно будете использовать клей. Как результат, существуют десятки типов клея и огромное количество соревнующихся марок, заявляющих о своем превосходстве. Чтобы помочь разобраться в этом, Fine Woodworking провел ряд тестов, руководствуясь тремя главными задачами. Во-первых, сравнить шесть наиболее популярных типов столярных клеев. Во-вторых, посмотреть влияет ли тип древесины на прочность соединения разных клеев. И в-третьих, определить, насколько чувствительны клеи к точности размеров соединяемых деталей.
Результаты получились разоблачающими. Некоторые более "традиционные" клеи справились с задачей превосходно, в то время как более новые выглядели довольно бледно. Тип древесины действительно влияет на результат, но не верьте историям, заявляющим, что все сорта плотной тропической древесины трудно склеить. И, пока нехватка клея кажется мифом, такой же является и щелезаполняющая способность определенных клеев.

Выбор клеев, древесины и щелей.
Чтобы посмотреть подругому ли склеивается древесина с открытым волокном по сравнению с древесиной с тугим волокном, вы выбрали белый дуб и твердый клен. Плотные тропические древесины имеют репутацию, что их трудно склеить. Мы хотели использовать джатовое дерево, но владелец скалад древесины посоветовал нам ипе, так как он слышал много жалоб о проблемах при приклеивании этой древесины.
Мы выбрали традиционный интерьерный поливинил ацетат (ПВА) желтый клей, предоставленный "Elmer's carpetner's glue", новый клей ПВА с рэйтингом водоупорности "Type 1" в упаковке от "Titebond III", два типа мездрового клея, версия при комнатной температуре от "Old Brown Glue" и традиционный в гранулах, который должен быть смешан с водой и нагрет, двухкомпонентный медленнозастывающий эпоксидный клей от "System Three" и полиуритан от "Gorilla Glue".
Если соединение выполнено небрежно, то заполнит ли клей щели? С другой стороны, если соединение слишком тугое, что его пришлось заколачивать, будет ли ощущаться нехватка клея? Действительно ли идеально подходящее соединение обладает наибольшим сцеплением клея? Чтобы ответить на эти вопросы, мы испытали стропильную врубку трех типов: тугая, умеренная, свободная.
Типы, которые мы испытали.
Вы взяли шесть марок, чтобы представить спектр обычных столярных клеев, включая два клея ПВА, полиуритановый клей, эпоксидный клей и два типа мездровых клея.

Стропильная врубка: сначала сделайте, затем слоймайте
Мы остановились на стропильной врубке, так же известной как соединение шип-паз, потому что оно не обладает механической силой соединения и полностью полагается на силу клея. Так же было лего настроить ширину шипов, чтобы изменять подгонку соединения, чтобы испытать способность по заполнению щелей каждого клея.
Точное выпиливание - чтобы уменьшить воздействие неконтролируемого результата, Джон Уайт, управляющий мастерской Fine Woodworking, сделал три экземпляра каждого соединения, что в итоге дало 162 образца.
Чтобы свести к минимуму вариации древесины, он вырезал соединения из одной доски, с прямым волокном каждой породы.
Соединения были вырезаны с помощью набора лезвий для ящичного соединения Freud в конфигурации шириной 1/4 д., так как эти лезвия дают очень чистый срез и плоский низ. Сначала вырежьте все тугие соединения, так чтобы для того, чтобы их соединить, требовалось их ударить. Используя циферблатный индикатор, чтобы настроить приспособление для шипов, он вырезал соединения умеренной тугости, так что для их соединения достаточно ручного давления и представляют идеально соединение для всех столяров. В завершение, он вырезал свободные соединения с щелью 1/64 д., разделенной с каждой стороны шипа. Мы используем такой зазор, потому что нет контакта дерева на шипе, но в тоже время соединение достаточно тугое, чтобы большинство столяров надеялось, что клей заполнит щели.
Применение клея - каждый клей приготовлен и применен точно соответствуя инструкции производителя. Мы использовали больше чем надо клея, потому что выдавленный клей не влиял на результат.
Заключительным шагом было сделать 45 градусный срез еа конце каждого рычага, чтобы приготовить соединения для разрушения. Чтобы позволить клеям набрать максимальную силу мы отложили соединения на три недели.
Вне лаборотории - мы выслали соединения в Департамент Наук о Материалах и Инженерии в Кливленд, Огайо. Под управлением профессора Дэвид Мэтизена, образцы были помещены в испытательную машину Инстрона. Сила потребовавшаяся, чтобы сломать соединение, записана в компьютер и потом значения для трех соединений усреднялись и высчитана норма отклонения.

Изготовление соединений
Все 162 соединения для теста были вырезаны на настольной пиле, используя приспособление для шипов. Чтобы поддержать постоянный зазор на каждой стороне шипа в свободных соединениях, вырезали каждое соединение осторожно и прижимали обе части к куску абсолютно ровного стекла, пока клей высыхал.

Разрушение соединений

Под давлением. Под управлением Дэвида Мэтизена, Крис Тума размещал каждое соединение в машине и постепенно прилагал силу.

Точка слома. Позднее, сила становилась достаточно большой, чтобы сломать соединение. Соединение ломалось или из-за слабости древесины, или расходилось по линии склейки.

Наблюдение за тестом. Компьютер показывал прилагаемую силу и насколько сжалось соединение. Пик линии показывает где соединение сломалось.
Какой клей самый сильный? Таблица показывает ранг клея по среднему значению силы, которое потребовалось, чтобы сломать его соединения. Чтобы предоставить сравнительную производительность клея, его средняя сила показана в процентном соотношении по отношению к самому сильному клею. Мы отметили ПВА "Type I" как в целом лучший, а желтый клей (ПВА) как лучший по цене.
Клей Подгонка соединения Клен Дуб Ипе Средняя сила соединения (Фунт) Сила соединения в процентах от ПВА "Type I" Комментарий
Type I клей ПВА (водостойкий) Tight 1842 1843 2554 2024 100% Он доказал, что хорош для любых соединений и любых пород деревьев. Совмещая с простотой использования и умеренной ценой, этот клей выигрывает звание лучшего клея.
Snug 1700 1822 2733
Loose 1593 1603 2525
Эпоксидный клей Tight 1690 1908 2425 1994 99% Перед тестом мы ставили именно на этот клей, что он будет сильнейшим. Он близко подошел, но учитывая его большую стоимость и долгое время приготовления, это было разочарующе. В частности, он не доказал, что может быть выбран для заполнения щелей.
Snug 1680 1832 2712
Loose 1635 1557 2503
ПВА Tight 1737 1769 2696 1924 95% Многие деревообработчики вздохнут с облегчением, что их любимый клей так хорошо выступил. Невероятно, но он обеспечил сильнейшие связи с тугим и умеренным соединением ипе.
Snug 1543 1684 2842
Loose 1474 1537 2036
Жидкий мездровый клей Tight 1468 1850 1716 1595 79% Не такой сильный как эпоксидный клей или ПВА, этот клей все еще обладает надежной силой. Он хорошо выступил с дубом, но был сравнительно менее силен с ипе.
Snug 1516 1699 1779
Loose 1436 1521 1374
Растворимый мездровый клей Tight 1488 1847 1769 1531 76% Сторонники растворимого мездрового клея никогда не заявляли, что он такой же сильный как ПВА, но вместо того его обратимость и совместимость с красками и лаками. Из этого теста видно, что он лишь немного слабее чем желтый клей и сильнее с дубом
Snug 1412 1765 1459
Loose 1485 1618 936
Полиуритан Tight 1414 1491 1875 1164 58% Сюрприз этого теста то, что этот клей так плохо выступил. Умеренные соединения слабы, свободные соединения неприемлимы. Полиуритан возможно хороший лак, но явно не хороший клей.
Snug 1336 1055 1455
Loose 564 571 716
Самое слабое место
Соединения разрушались тремя различными способами: с сильнейшим клеем, в частоности с кленом и дубом, разрушение было практически на 100% в древесине. С самым слабым клеем, в частности в самой сильной древесине, ипе, разрушение на 100% было по линии склеивания, а древесина оставалась не тронутой. Но большинство соединений разрушились в комбинации этих двух вариантов.


Что мы узнали о клее
Первый урок это то, что большинство (но не все) соединений невероятно крепкие. Как пошутил Мэтизен: "вы могли припарковаться на этих соединениях!", так как большинство соединение показали либо полное, либо частичное разрушение древесины (за исключением ипе склеенным мездровым клеем и всех древесин, склеенных полиуританом), мы заключили, что большинство деревообработчиков могут полагаться на свой клей. Есть значительные вариаций между разными клеями, древесинами, и тугостью соединения. Многи результаты прямо противоречат первостепенным истинам.
Обычный желтый клей такой же сильный как и дорогие аналоги.
Ксли вы уверены в своих способностях изготовления соединений, то придерживайтесь хорошего старомодного желтого интерьерного клея. Он был лишь несколько слабее ПВА "Type I" (Titebond III) в тугих и умеренных соединениях клена и дуба, и сильнее с ипе. Если ваши навыки все-таки требуют тренировки используйте более дорого ПВА "Type I".
Эпоксидный клей не обязателен для плотной тропической древесины.
Самым сильным соединением был желтый клей с ипе - настоящий сюрприз! В самом деле, и желтый клей и ПВА "Type I" были сильнее чем эпоксидный клей в тугих и умеренных соединениях с ипе. В свободных соединениях эпоксидный клей не показал большого превосходства, так что я буду придерживаться ПВА или ПВА "Type I" на этой тропической древесине. Любой ценой, не найдейстесь, что полиуритан заполнит свободное соединение с ипе - он не заполнит.
Жидкий мездровый клей так же хорош как и растворимый мездровый клей.
Основываясь на средней силе всех соединений, жидкий мездровый клей бьет растворимый мездровый клей. Однако, если вы посмотрите на специфическую древесину и соединения, то увидите, что растворимый мездровый клей был сильнее в пяти из девяти категорий. Я ожидал что жидкий мездровый клей будет слабее из-за добавления урии, чтобы он был рабочим и при комнатных температурах, но в этом тесте оба клея примерно одинаковы. Где растворимый мездровый клей был существенно слабее, так это в умеренных и свободных соединениях с ипе.
Тугость не ослабляет соединение.
С дубом, все шесть клеев создавали самые сильные соединения именно в тугих вариантах, а не в умеренных, и то же самое верно для пяти из шести клеев с кленом. Если дуб и клен являются представителями домашней древесины, то вам не стоит беспокоиться о нехватке клея в тугих соединениях. Конечно, эти "тугие" соединения намного менее тугие чем зажатые соединения. С ипе, и возможно другими тропическими деревьями оставлять место для клея кажется является хорошей мыслью. Оба, и ПВА и эпоксидный клей создают невероятно крепкие соединения не важно тугое оно или умеренное.
Древесина с открытыми порами создает более сильные соединения.
Только в двух из восемнадцати категорий клен предоставил более сильное соединение чем дуб. Мездровые клеи в частоности, кажется создают лучшее соединение с древесиной с открытыми порами. Это может объяснить, почему изготовители мебели пользовались мездровым клеем с красным деревом, и другой древесиной с открытыми порами.
Полиуритан не может удержать свободные соединения.
За исключением растворимого мездрового клея с кленом, все клеи были несколько слабее при свободных соединениях, сравнивая с умеренными и тугими. Все, кроме полиуритана, были, однако, достаточно сильными. Если вы хотите наилучшей связи в небрежных соединениях используйте эпоксидный клей с кленом, растворимый мездровый клей с дубом и ПВА "Type I" с ипе. Полиуритановая склейка разрушилась в свободных соединениях всех типов древесины.