[发明专利]基于超声波木质素无胶化焊接的交错层积木及其制造方法

说明书

本发明公开了一种基于超声波木质素无胶化焊接的交错层积木及其制造方法，所述交错层积木由上下依次交替叠放的横向排列层和纵向排列层组成，所述横向排列层由多条呈横向排布的木材组成，所述纵向排列层由多条呈纵向排布的木材组成，每条呈横向排布的木材与每条呈纵向排布的木材相互之间为正交关系，特别地，所述横向排列层与所述纵向排列层之间通过基于超声波木质素无胶化焊接方法焊接在一起。本发明将超声波高分子焊接技术和木质素黏结特性结合起来，实现木材搭接区域的无胶化焊接，绿色环保，节约能源，实用性强。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种基于超声波木质素无胶化焊接的交错层积木及其制造方法。

背景技术

随着我国建造业的高速发展，木质建材如胶合木板材等的应用越来越多。然而，传统胶合板板材之间通常采用胶结连接，由此产生的胶黏剂甲醛污染问题日益严重，在矿物资源日益减少和整个社会环保意识日益增强的今天，如何实现木质板材的无胶化焊接具有重大意义。

超声波高分子焊接技术目前在金属焊接领域应用较多，该技术利用超声波将两块被夹持的工件焊接在一起，焊接过程无电弧和飞溅。但是，将该技术应用于木质板材的无胶化焊接至今还没有相关研究成果。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于超声波木质素无胶化焊接的交错层积木及其制造方法，本发明通过结合超声波高分子焊接技术和木质素黏结特性，利用超声波高分子焊接技术的高频振动高温，实现木材搭接区域的木质素迅速达到玻璃化转变温度，从而熔合形成接头。本发明解决了传统胶合板板材之间采用胶结连接所产生的胶黏剂甲醛污染问题，对我国的绿色环保的木结构建筑以及家具产品都拥有十分重要的意义。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于超声波木质素无胶化焊接的交错层积木，由上下依次交替叠放的横向排列层和纵向排列层组成，所述横向排列层由多条呈横向排布的木材组成，所述纵向排列层由多条呈纵向排布的木材组成，每条呈横向排布的木材与每条呈纵向排布的木材相互之间为正交关系，特别地，所述横向排列层与所述纵向排列层之间通过基于超声波木质素无胶化焊接方法焊接在一起。

进一步地，所述呈横向排布的木材和呈纵向排布的木材的含水率为8%-12%。

进一步地，所述呈横向排布的木材和呈纵向排布的木材为表面经过打磨抛光预处理的木材。

本发明还公开一种基于超声波木质素无胶化焊接的交错层积木的制造方法，包括以下步骤：

（1）将规格木材的含水率控制在设定范围内；

（2）将步骤（1）的木材表面进行打磨抛光预处理；

（3）将多条经过步骤（2）处理后的木材呈横向排布组成横向排列层，同时，将多条经过步骤（2）处理后的木材呈纵向排布组成纵向排列层，每条呈横向排布的木材与每条呈纵向排布的木材相互之间正交放置；

（4）将多个所述横向排列层和多个所述纵向排列层上下依次交替叠放组成交错层积木；

（5）通过压力机将步骤（4）形成的交错层积木进行高压压合；

（6）通过超声波焊接机对压合后的交错层积木施加超声振动，利用超声波高分子焊接技术的高频振动高温使得木材中的木质素迅速达到玻璃化转变温度熔合形成接头；

（7）待目标焊接区域的温度达到设定范围时停止振动；

（8）调整压力机的保压时间和保压压力，待目标焊接区域的温度冷却后，抬起压力机完成焊接过程，得到交错层积木成品。

其中，步骤（1）中含水率设定范围为8%-12%。

所述超声波焊接机为多功能数控气动超声波焊接机。

步骤（7）中目标焊接区域温度设定范围为250-400℃。