Чтобы соединение было добротным, шкант должен соответствовать некоторым условиям.

1. Для него подбирается древесина твердых пород, влажность которой на 3–5% ниже влажности древесины, из которой выполняется основное изделие. Это необходимо для того, чтобы при сбалансированной влажности шкант плотно заклинился в гнезде. Такое соединение бывает особенно прочным. Если допустить, что влажность основной древесины и шканта были одинаковы, то по мере высыхания древесины посадка шканта станет менее плотной, и соединение ослабеет.

2. Шкантом можно незаметно соединить элементы.

3. Диаметр шкантов – 6, 8, 10 мм. Выбор зависит от толщины соединяемых элементов и требований необходимой прочности соединения.

Угловое соединение деталей деревянной створки можно усилить металлическим угольником, что также придаст соединению соответствующую жесткость и прочность (рис. 44).

Рис. 44. Усиление углового соединения с помощью металлического угольника

Для соединения деталей оконной коробки обычно используют особые шипы в виде трапеции, которые отличаются повышенной прочностью. За характерную форму профессионалы называют их «ласточкиным хвостом» (рис. 45).

Рис. 45. Соединение «ласточкин хвост»: а – открытым шипом; б – шипом вполупотай;в – впотай

Чтобы выполнить соединение «ласточкин хвост», предварительно на концах заготовок размечают высоту шипов и глубину гнезд, после чего, используя малку или особый шаблон, – месторасположение шипов и гнезд на боковых и торцевых сторонах обеих заготовок и мелкозубой ножовкой пропиливают контуры (рис. 46).

Рис. 46. Подготовка гнезд для соединения «ласточкин хвост»

Пропилы не должны выходить за линию высоты шипов. Лишняя древесина вырубается долотом или стамеской.

После того как подготовлены необходимые детали, переходят к сборке шиповых соединений, что считается важной частью технологического процесса. Но предварительно проверяют основные размеры, углы, которые должны быть равны 90°. Если отмечаются недочеты, вносят соответствующие коррективы и приступают к окончательной сборке. Чаще всего соединяемые детали сажают на клей. Ассортимент клеящих составов очень широк. Традиционно используют казеиновый клей, но хорошо зарекомендовал себя водостойкий синтетический клей, который реализуется в готовом виде. Это клей ПВА и его модификации. Для склеивания подходят и эпоксидные составы, которые готовятся в соответствии с инструкцией.

Процесс склеивания включает несколько этапов, которым предшествует определенная подготовка. Чтобы соединение было надежным, древесина должна быть подобрана по годичным слоям. Если не придать этому значения, то впоследствии при изменении температурно-влажностного режима склеенные элементы могут разбухать неравномерно, что приведет к разрушению соединения. Итак, прочность последнего обеспечит соблюдение следующих условий.

1. Древесина должна иметь такую же влажность, какая предусматривается на период эксплуатации, причем влажность соединяемых элементов должна быть одинаковой.

2. Годичные слои соединяемых поверхностей должны быть направлены в противоположные стороны или под углом друг к другу.

3. Склеиваемые элементы должны быть очищены от пыли, обезжирены и подогнаны без зазоров.

4. Кромки склеиваются надежнее, если взяты из одинаковых частей ствола (ядра, заболони и пр.).

5. Лучше склеиваются тонкие заготовки.

Перед соединением на шипы и все сопрягаемые поверхности наносят клей, собирают элементы, контролируют прямоугольность, зажимают в струбцине и выдерживают до полного высыхания. Современная индустрия предлагает большой выбор струбцин, которые могут зафиксировать практически любой вид соединения.

Качество сборки шиповых соединений зависит от:

1) качества подготовки поверхности;

2) точности изготовления шипов;

3) технических свойств клея;

4) условия склеивания;

5) давления, с которым осуществляется запрессовка;

6) режима отвердения клея.

Перед сборкой соединения заготовку с гнездами вертикально зажимают в тисках, на места сопряжения наносят слой клея, приставляют заготовку с шипами и сплачивают, постукивая киянкой. Шипы надо плотно загнать в гнезда, при этом волокна древесины не должны пострадать. Слишком плотная посадка приведет к отслойке промежутков между шипами и гнездами, чересчур слабая посадка сделает соединение ненадежным.

Самая слабая часть шипового углового соединения – торцы деревянных элементов. Именно отсюда начинается разрушение конструкции, поскольку гигроскопичность торцов намного превышает этот показатель для боковых частей. Поэтому представляется логичным спрятать торцы заготовок при выполнении углового соединения. Прогрессивным является соединение «в ус».

Соединяя деревянные элементы «в ус», их концы отпиливают под углом 45° и соединяют под прямым углом (рис. 47).

Рис. 47. Соединение элементов «в ус»

Чтобы соблюсти точность и отпилить заготовку под соответствующим углом, используют стусло, специальные направляющие мерные инструменты.

Определив угол, пропиливают вырез для планки, при этом стараются, чтобы он не выходил за границы угла. По толщине выреза находят заготовку, вставляют ее в вырез и размечают. По намеченным линиям выпиливают планку, смазывают ее клеем, вставляют в вырез и, зафиксировав шпагатом, оставляют до высыхания клея (рис. 48).

Рис. 48. Фиксация склеенной рамы с помощью шпагата: 1 – рама; 2 – уголки; 3 – шпагат; 4 – скрутка

Планка будет выполнять функции вставного шипа. Прочность соединения определяется прочностью ее фиксации стенками выреза. Соединение «в ус» можно усилить нагелями.

Соединение створок «в ус» имеет несколько разновидностей (рис. 49), для которых используются разные способы крепления, например соединение с вставными круглыми шипами, соединение «в ус» односторонним открытым шипом и др.

Рис. 49. Разновидности соединения «в ус»: а – вставными круглыми шипами; б – односторонним открытым шипом; в – глухим потайным шипом; г – вставным шипом; д – на вставную шпонку; е – круглыми шипами; ж – вставными плоскими шипами

В современных конструкциях соединение «в ус» можно усилить вклеиванием штифтов в виде «двойного ласточкина хвоста» из полиамида, что называется СВИГ-соединением (рис. 50).