我們知道,家具大多是一種由零部件組合起來的產品,既然是組合,就會涉及到連接方式與連接結構。
關於家具的連接,魯班園之前有撰文介紹過,比如傳統家具之靈魂——榫卯,現代板式家具之骨骼——三合一連接件,此外,還有釘接合,膠接合等。
今天我們要針對「釘接合」這種連接方式進行介紹,看看簡單的釘子與木材會發生什麼樣的碰撞。
釘接合是一種使用操作簡便的連接方式,但是其接合強度較低,一般用來連接非承重結構或受力不大的承重結構,常在接合面加膠以提高接合強度。
釘接合在我國傳統手工生產的木家具中應用較廣,此處的釘子不單純指鐵釘,其材質通常有金屬、竹、木製3種,其中金屬釘應用最普遍,金屬釘常用的又分為有圓釘、氣釘兩種。
圓釘接合較為簡便,常用於強度要求不太高又不影響美觀、接合部位較隱秘的場合。如用於背板、抽屜安裝滑道、導向木條等不外露且強度要求較低之處。
釘接合的好壞,握釘力是重要的判別條件,那麼它的影響因素都有哪些呢?
釘子自身性能
不同結構的釘子與木材的接觸面積有差異致使釘子與木材的摩擦力也不一樣,拔釘時各部分木材纖維呈不同抗剪、抗拉狀態,從而使握釘力差異大。
釘子結構類型很多,有普通圓形方形,有縱向帶槽、帶環形槽、帶螺旋槽和帶刺等。
木材密度
木材密度的大小對握釘力有一定的影響,一般密度大的木材,釘子難釘入,但其握釘力也大。雖然密度小的木材握釘力小,但一般材質疏鬆的木材也不易劈裂,可增加釘子直徑、長度和釘子數量以彌補其握釘力之不足。
釘入方向
你覺得正著把釘子釘進去更牢固,還是斜著把釘子釘進去更加牢固呢?
實際上,固定兩塊木板,垂直釘入會不牢固,斜著釘入會更牢固。原理在哪裡呢?我們來認真分析一下。
首先,我們來了解下釘著力和扣接力。
釘著力:指釘子對木材產生最大的引拔強度,在90度時各個方向的引拔強度都相等,所以釘著力最大。
如果將釘子傾斜釘入, 傾斜角小的這一端引拔強度小於90度,而傾斜角大的這一端引拔強度大於90度,所以傾斜角小的這一端降低了釘著力。
扣接力:指兩塊木材接合時的相扣力量,其施力對象不是釘子對木材,而是(藉由釘子)木材對木材,在此條件下,垂直釘入比傾斜釘入較容易讓兩塊木材分離,由此可以論證是絕對正確的釘接方法。
因此,木工老師傅在鋪釘木地板時,不論是暗釘還是明釘, 釘子入木的方向都是斜向的。釘子為什麼要斜向釘入?老師傅說, 釘子斜向釘入比直向釘入要牢,鋪釘的地板質量好。
釘子斜向入木, 主要有兩個過程: 一是在鋪釘過程中能促使板縫擠壓緊密;二是斜向入木的釘子在地板使用過程中,釘子不容易在木料中鬆動而被撥出。
這是什麼道理呢?根據力學原理, 兩力平衡的條件是大小相等, 方向相反, 並作用在同一直線上。
這就不難看出,要把釘子從木料中拔出,就要給釘子一個外力,這個外力的方向應與釘子入木方向相反,它的大小應能克服釘子拔出時的摩阻力。
這個斜向的力可以分解成一個垂直向上的分力和一個水平方向的分力。木地板在使用過程中直向入木的釘子容易被垂直方面的力所鬆動而拔起,而斜向入木的釘子就難於鬆動並被拔起。
起釘子時, 可以體會到,直向入木的釘子一撥就起來,而斜向入木的釘子拔起來比較費勁。
釘釘子雖然簡單,但也有一定的科學道理。在有關鋪釘木地板的施工操作規程和施工驗收規範中,都有釘子斜向入木的明確要求。