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 130–250×130–250 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 обработку. 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.