穿銷式榫卯接合不只仰賴密合的配合度或一層膠。硬木木銷穿過帶榫眼的構件,以及榫頭上刻意偏移的孔洞。當木銷被敲入到底時,便會將榫肩緊緊拉向榫眼的表面。
這種工法適合必須在使用與季節性伸縮中維持緊實的框架:椅子、長凳、桌子、門,以及框架式箱體。它也能簡化組裝,因為接合本身提供了大部分的夾緊力。不過,穿銷並不是補救粗糙榫卯的辦法。榫眼內壁、榫頭兩側與榫肩,仍必須先確實貼合。木銷應當拉緊一個結構良好的接合,而不是強行讓不良接合就範。
穿銷的作用
一般的木銷接合中,帶榫眼構件與榫頭上的孔會彼此對準。穿銷式接合則將榫頭上的孔,稍微往榫肩方向移動。當錐形木銷進入時,它會順著這個偏移輕微彎曲,並將榫頭向內拉緊。
偏移量很小。偏移太少,拉緊效果不明顯;偏移太多,則可能使榫頭裂開、壓壞孔洞,或讓框架變形而不方正。對一般家具尺度的作品,宜從保守的做法開始:約 1 mm 的偏移通常已足夠。更大、更結實的接合或許能承受稍多一些偏移,但明智的做法是先用相同尺寸與木材種類的廢料試作。
木銷本身也必須夠強。紋理筆直的橡木或梣木是傳統選擇,因為它們抗剪力佳,且能削成具有韌性的錐形。避免使用紋理短斷的商業圓木銷,因為它們可能在受力最大的地方折斷。
材料與準備
開始前請備妥以下工具與材料:
- 用於橫檔、直檔、椅腳或其他框架構件的紋理筆直硬木。
- 裂製或仔細劈製的橡木或梣木木料,用來製作木銷。
- 鑿榫鑿、木槌、榫鋸、劃線規、劃刀與角尺。
- 配有銳利螺旋鑽頭的手搖鑽或手鑽;鑽頭直徑應符合預定木銷尺寸。
- 用於定位孔中心的小錐子或尖鑽。
- 若想修順木銷孔入口,可備錐形擴孔器或刀。
- 用於削製木銷的刨刀、輻刨、削刀或小刀。
選擇符合接合尺度的木銷直徑。木銷太小,對強度幫助有限;太大則會從榫頭與帶榫眼構件移除過多木料。多數家具接合使用中等尺寸的木銷即可。每個孔洞周圍都要保留足夠木料,尤其是榫頭末端與邊緣。
請使用乾燥、穩定的木料。若框架構件的含水率仍有顯著變化,精準的榫肩與穿銷偏移都不會如預期般穩定。
1. 先製作並試合榫眼與榫頭
以同一個基準面與基準邊為依據設定劃線規,標示榫眼與榫頭。即使木料厚度略有差異,這樣也能讓接合保有共同的中心線。
將榫眼鑿製,或先鑽後修至方正準確。仔細鋸切榫頭兩側與榫肩,再只在必要處修整。榫頭應能以穩固的手壓或輕敲木槌插入。榫肩應在四周均勻貼合帶榫眼構件的表面。
在乾式試合令人滿意以前,不要進行下一步。穿銷在組裝時能藉由把兩件構件拉在一起而掩蓋縫隙,但無法修正扭斜的榫肩、頂到底的榫頭,或不方正的榫眼。
若接合會上膠,現在便決定此作品是否適合使用膠合。穿銷可搭配膠合或不使用膠。對永久膠合的家具框架,木銷能增加機械性穩固與視覺特色。對預計日後維修或拆解的作品,或許更適合僅依靠乾式榫卯與木銷。
2. 在帶榫眼構件上標示木銷孔
接合乾式組裝後,在帶榫眼構件的外側表面標示木銷位置。孔洞應離構件邊緣夠遠,避免鑽孔削弱狹窄的直檔或椅腳。
若只使用一支木銷,請將它設在榫眼長度中段附近,使其能穿過結實的木料。較寬或較長的榫頭,可考慮使用兩支木銷。兩孔之間應保留足夠距離,避免木料被削弱成脆弱的窄條。它們的目的在於讓榫肩維持緊閉,而不是把榫頭變成一排孔洞。
用錐子確定中心點。垂直於帶榫眼構件的表面,鑽穿構件。手搖鑽切削緩慢且容易控制,也較容易藉由在鑽頭旁豎立角尺來確認垂直。若可行,請在工件下方墊廢料,以減少鑽頭穿出時的崩裂。
若接合設計允許,請一次鑽穿兩側榫眼壁。這樣能使兩個外孔對準。若構件太厚而無法一次乾淨鑽透,則從兩面分別鑽孔,並仔細依據劃線與可靠的基準線操作。
照片:Fleur,Unsplash。
3. 將孔位轉印到榫頭上
將接合重新完全組合,確認榫肩已貼合。把尖頭轉印工具穿過已鑽好的孔,以輕壓或輕敲方式在榫頭上留下記號。專用的穿銷定位針很實用,但只要能留下清楚、置中的針點而不擴大孔洞,削尖的釘子或錐子也可以使用。
拆開接合。這個針點表示若是一般木銷接合時,木銷孔應在的位置。穿銷孔必須朝榫肩方向稍微移動。
用劃刀或錐子,在轉印記號內側、朝向榫肩的位置重新標出中心。位移方向要沿著接合的長度,而不是偏向任一側榫面。這正是關鍵的偏移。
第一次嘗試時,請克制把偏移做得過大的念頭。錐形硬木木銷敲入時,即使很小的位移也會產生令人意外的拉力。若不確定,請以邊料製作測試用榫卯,並使用相同鑽頭、木銷料與預計採用的偏移量。
4. 鑽榫頭孔
將榫頭穩妥支撐在一塊犧牲墊木上。對準新的偏移記號,垂直鑽穿榫頭。孔洞必須保持在兩側榫面之間的中央。若它偏向其中一面,木銷可能穿破榫面,或留下太少木料而容易裂開。
銳利的螺旋鑽頭能留下乾淨孔洞,但緩慢鑽孔仍然重要。讓導螺紋自然帶動鑽頭前進,不要強行壓入。特別是在高密度硬木中,應抽出鑽頭一兩次清除木屑。
鑽好後,用小刀或沉頭器稍微倒角孔洞的入口與出口。這能去除脆弱的銳邊,以免木銷在接合內彎曲時將它們掀起或崩裂。
檢查榫頭。孔洞與榫肩、末端及兩側榫面之間,應保留足夠木料。若孔洞離邊緣過近而令人不安,不要試圖用較細木銷補救。通常更安全的做法是重新製作榫頭,或調整接合比例。
5. 製作結實的錐形木銷
可能的話,從紋理筆直的橡木或梣木劈製木銷料。劈製會順著木紋,並顯示纖維是否沿著全長連續延伸。由不中斷木紋製成的木銷,在敲入時較不容易剪裂。
用刨削、削切或修削方式,將木銷料製成均勻的圓形或略帶稜面的木銷。讓它與鑽孔緊密配合,然後將前段三分之一至二分之一削成錐形。尖端應圓潤,而非針狀尖銳。過尖的尖端可能偏移;漸進式的錐度則能找到偏移孔,並讓木銷逐漸開始彎曲。
後段應保留接近原本的完整直徑。正是這一段最終填滿孔洞並固定接合。請在用相同鑽頭鑽出的廢料孔中測試木銷:起初應能順利插入,當完整直徑部分接近孔洞時,則應出現明顯阻力。
製作比實際所需更多的木銷。若其中一支開始裂開、嚴重彎曲或尺寸不足,請直接更換,而不要繼續使用有疑慮的木銷。
6. 組裝並敲入木銷
上膠前先乾式組裝完整框架。確認所有榫肩都能閉合,框架也保持方正。穿銷木銷會施加相當大的力量;最好在膠與木銷使問題難以修正之前,先發現組裝上的問題。
若要膠合,請在榫眼內壁與榫頭兩側塗上薄而均勻的膠層。避免讓過多膠液填滿木銷孔。膠起初可能潤滑木銷,但也可能在盲榫眼中造成液壓壓力,或使日後維修變得不必要地困難。
讓榫肩完全貼合。從最顯眼或偏好的那一面插入錐形木銷,接著以控制得宜的木槌敲擊將其打入。隨著木銷前進,觀察接合情況。榫肩的縫隙應閉合,而不是讓框架偏移失去方正。
若木銷尚未就位便突然停止前進,請暫停。不要以更重的敲擊回應所有阻力。木銷可能撞上偏移孔的邊緣、榫頭可能尚未完全就位,或偏移量可能過大。若能取出木銷,請將其拔出,檢查接合並修正原因。
木銷就位後,依所用膠的要求讓其固化。若想保留傳統的凸出細節,可將木銷鋸切後略微高出表面;或以細齒鋸修至接近齊平,再用銳利鑿子削平。完成後,可在木銷周圍略作倒角,柔化邊緣並減少木刺。
值得避免的錯誤
將孔洞往錯的方向偏移
榫頭孔應朝榫肩移動,而不是朝榫頭末端移動。往外移會使木銷將榫頭拉離接合面,而非把榫肩拉緊。
未經測試便採用過大的偏移量
穿銷是對木材進行可控彎曲。過大的偏移可能使榫頭沿木紋裂開、讓榫眼變形,或導致無法組裝。開始時應採用小偏移量;當改變接合尺寸、木銷直徑或木材種類時,也應進行測試。
使用短斷紋理的木料製作木銷
木銷在順著偏移前進時同時承受彎曲與剪切力。木紋若在木銷中途斷出,便會在最需要強度之處形成弱點。請挑選長而筆直的纖維,並捨棄有疑慮的木銷料。
過度用力敲打過乾的木銷
過乾的木銷可能很脆,尤其是高密度硬木。它應製作良好並有適當錐度,而非像釘子般硬敲進去。幾下沉著、有意識的敲擊,比連續快速的重擊更能提供判斷所需的資訊。
指望木銷拉合不良的接合
當榫頭本已貼合、榫肩也幾乎就位時,穿銷的效果最強。組裝前,應以工具修正縫隙、扭曲與不良的榫肩切削。木銷應提供最後的拉緊力,而不是充當結構上的權宜之計。
一個安靜而耐久的細節
製作良好的穿銷接合有著簡單的邏輯:框架由自身的木製部件固定在一起。外露木銷並非只是裝飾,儘管它也可以成為賞心悅目的特徵。它記錄了接合所完成的機械作用。
先在簡單的橫檔與直檔接合上練習,使用適度的偏移量與單一木銷。當你熟悉這套順序——試合、鑽孔、轉印、偏移、鑽榫頭孔、削錐、敲入——它就會成為製作緊密、樸實且能經受使用的框架時,一種可靠的方法。