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COMMENT CHOISIR VOTRE MODE D’ASSEMBLAGE : SOUDAGE, RIVETAGE OU COLLAGE ?

Les paramètres à considérer :

Quelle que soient les méthodes d’assemblage envisagées, l’ingénieur concepteur devra tenir compte des exigences techniques et fonctionnelles de son projet avant d’en choisir une.  Son choix se fera généralement en fonction des exigences suivantes :

  • Réduction des coûts d’usinage :

Réduire les coûts d’usinage est critique pour le fabricant, car c’est ce qui va lui permettre de rester compétitif sur le marché.  Employer des soudeurs qualifiés ou former des ouvriers au soudage augmente les coûts considérablement. Le collage et le rivetage sont des techniques beaucoup plus faciles à maitriser et beaucoup moins coûteuses.

Le rendement d’une ligne de production est  aussi essentiel.  La solution de collage est beaucoup plus rapide et par conséquent diminue le prix de revient de chaque pièce.  Plus besoin de percer des trous pour les rivets ! Plus besoin de perdre du temps à aligner les pièces en face des trous ! Plus besoin d’attendre que les pièces soudées refroidissent avant de passer à la prochaine étape ! La production est tellement plus efficace que l’investissement d’un nouvel équipement est généralement vite amorti.

  • Réduction du poids

La soudure et les rivets augmentent  le poids du produit fini. La solution collage le réduit car elle permet d’utiliser des pièces de métal et de composites plus fines. Cette réduction de poids garantira un produit fini plus léger et plus maniable ainsi que des frais de transport meilleur marché.  

  • Résistance à la fatigue et aux chocs

Le collage évite  la fatigue causée par la concentration  de contraintes sur les vis de l’assemblage. Les contraintes sont distribuées  équitablement sur la totalité de l’assemblage. L’intégrité structurale n’est pas compromise par la soudure ou le perçage .  Il y a donc moins de risque à ce que l’assemblage ne se craque ou se fissure.

La colle structurale est un élément à part entière de l’assemblage, offrant des résistances inégalées au cisaillement et au pelage. Une fois collées les deux pièces se transforment en un objet unique, beaucoup plus résistant que les deux pièces initiales.  Par contre deux pièces assemblées par un boulon resteront toujours deux pièces séparées.

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Photo ci-dessus : l’adhésif teinté mimétise la pièce à coller et donne une excellente finition.

  • Apparence du produit fini

Il est très difficile d’obtenir une finition parfaite avec un bourrelet de soudure ou des vis et des écrous, qui dépassent. Avec le collage structural, les joints deviennent invisibles  et l’ingénieur peut laisser libre cours à sa créativité lors du processus de conception.

  • Réduction du bruit

Pour se conformer aux normes acoustiques actuelles, il faut optimiser la réduction du bruit dès la conception. Le niveau sonore d’un appareil est désormais l’un des critères clés du consommateur, et cette information doit être indiquée clairement sur l’étiquette « énergie ». Les systèmes de rivetage performent mal, car les vis et les écrous risquent de se desserrer et de vibrer désagréablement. Par contre deux pièces bien collées forment un tout et ne font aucun bruit.  

  • Séparation

La solution collage peut aussi être une solution étanchéité, qui empêchera tout solvant ou poussière de pénétrer.  Plus besoin de protéger le joint contre la porosité de la soudure !

Collage structural : les procédés qui ont déjà fait leurs preuves

Avec tous ces avantages, pourquoi les ingénieurs hésitent-ils encore à remplacer le soudage et le rivetage par un collage structural ? C’est souvent  parce qu’ils ne sont pas sûrs quel produit choisir, ni quelle méthode suivre pour obtenir des résultats satisfaisants et consistants.

Et pourtant il existe déjà des techniques qui ont fait leur preuve et qui sont désormais bien établies dans certains domaines :

  • Collage structural d’aimants sur moteurs

Traditionnellement les aimants étaient  fixés au moteur par des agrafes ou des clips, qui augmentaient le poids et la taille du moteur. Comme ces dispositifs  devaient  résister  aux vibrations, aux températures et à la rouille, il fallait aussi les soumettre à de nombreux essais.  Les adhésifs structuraux eux, ont déjà  été testés pour leur résistance aux vibrations et aux températures élevées. On peut choisir le produit en fonction des résultats d’essais obtenus. Les contraintes sont mieux réparties, assurant une meilleure tenue mécanique et une plus longue durée de vie. Sans les agrafes, le moteur est aussi plus petit et moins lourd.   

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  • Freinage de pièces filetées avec colles anaérobies

Les colles anaérobies permettent d’éviter le desserrage dû aux vibrations et à la dilatation thermique, et par conséquent elles réduisent les bruits de cliquetis qui en dérivent. Elles protègent contre la corrosion et assurent l’étanchéité de l’assemblage. La fixation peut être permanente ou démontable. 

  • Fixation de pièces cylindriques, roulements et bagues

Avec un collage, les deux surfaces se touchent complètement. Par contre avec une fixation mécanique seulement 20% de la surface va rentrer en contact. L’assemblage par collage pourra donc résister à une charge cinq fois plus lourde. En remplissant les jeux, la colle anaérobie fusionne les pièces, ce qui permet d’obtenir une plus grande marge de tolérance, de réduire les coûts d’usinage et d’augmenter  la résistance et la qualité du produit fini.  

  • Étanchéité

Les colles anaérobies sont généralement testées pour résister à la pression d’éclatement d’un tuyau. Certaines sont conformes aux normes de contact avec l’eau potable, ou d’étanchéité avec le gaz, l’air ou un circuit hydraulique.

Les colles anaérobies liquides peuvent aussi s’utiliser pour l’étanchéité de raccords filetés. Elles remplacent les joints pré-découpés classiques et permettent un contact total entre le joint et les plans et par conséquent une meilleure répartition des contraintes. Plus besoin non plus d’acheter toute une gamme de raccords de tailles différentes !

Le collage : un choix de plus en plus populaire

Le collage possède de nombreux avantages par rapport au soudage et au rivetage. Il permet d’assembler des matériaux minces ou différents et donne une plus grande flexibilité de conception ainsi qu’une meilleure finition. Il conserve les dimensions, absorbe les vibrations et protège contre la corrosion. Il offre aussi une plus grande résistance aux chocs tout en assurant l’étanchéité de l’assemblage. Il n’y a aucun doute que ces  atouts réduisent les coûts d’usinage et assurent la fabrication d’un produit de qualité. C’est pourquoi, de plus en plus, le collage est préconisé par les ingénieurs concepteurs et les chefs de production.

Article par Elysabeth Sheppard Responsable export à l’international chez Permabond. Si vous voulez en savoir plus sur les colles structurales, vous pouvez la contacter au 0845 111 388 ou +44 7590 841945.