Das Löten von Holz ist so einfach wie das Aneinanderreiben zweier Stöcke

Kann man Holz schweißen? Das scheint eine dumme Frage zu sein – wenn Sie zwei Stücke Eichenholz auf einen Schweißtisch werfen und einen WIG-Brenner herausnehmen, wissen Sie, dass nichts passieren wird. Aber wie beim Holzschweißen, [Action Lab] Im Video unten gezeigt, Holzschweißen ist technisch möglichwenn es nicht sehr praktisch ist.

Da Experimente wie dieses manchmal versuchen, die Dinge ein wenig zu dehnen, kann es hilfreich sein, Schweißen als den Prozess zu definieren, bei dem zwei Materialien an ihrer Grenzfläche geschmolzen und dann miteinander verschmolzen werden, während das geschmolzene Material aushärtet. Dies scheint ein Problem für Holz zu sein, das nach dem Erhitzen brennt. Aber wie beim Holz handelt es sich beim Schweißen um einen Prozess, bei dem zwei Materialien an ihrer Grenzfläche geschmolzen und dann miteinander verschmolzen werden, während das geschmolzene Material aushärtet. [Action Lab] Er weist darauf hin, dass es die flüchtigen Gase sind, die beim Erhitzen von Holz freigesetzt werden, die tatsächlich verbrennen, und dass die natürlichen Polymere, die sich durch Hitze zersetzen und diese Gase freisetzen, eine Glasübergangstemperatur haben wie jedes andere Polymer. Sie müssen das Holz nur so weit erhitzen, dass diese Temperatur erreicht wird, ohne dass es tatsächlich entzündet wird.

Seine Antwort war eine der ältesten Techniken, die wir haben: das Aneinanderreiben zweier Stöcke. Indem er einen Hartholzdübel in eine Handbohrmaschine warf und ihn in ein etwas kleineres Loch in einem Eichenstock drehte, erzeugte er genug Hitze und Druck, um die Polymere an der Grenzfläche teilweise zu schmelzen. Beim Abkühlen verschmolzen die Polymere miteinander und voilà! Geschweißtes Holz. Beim Durchschneiden seines geschweißten Holzes entlang der Verbindungsstelle kommt eine dünne Materialschicht zum Vorschein, die eindeutig einen Phasenwechsel durchlaufen hat. Deshalb beschäftigte er sich etwas tiefer mit diesem Phänomen und entdeckte Forschungen zum Holzschmelzen und -schweißen, die zu dem Schluss kamen, dass es sich bei dem geschmolzenen Material hauptsächlich um Lignin handelt, a Phenolisches Biopolymer, das in den Zellwänden von Holz vorkommt.

[Action Lab] Anschließend führt er ein Experiment durch, bei dem er gebogenes Holz in einer Vakuumkammer mit einem Laser erhitzt, um die Biegung an Ort und Stelle zu halten. Das Experiment war etwas weniger überzeugend, aber es brachte uns dazu, über andere Möglichkeiten nachzudenken, Sauerstoff aus dem „Schweißbad“ auszuschließen, beispielsweise durch Fluten des Bereichs mit Argon. Denn genau das geschieht beim WIG-Schweißen.