Lors de l'assemblage de pièces métalliques, le choix de la bonne fixation est crucial. Mais avec le grand nombre de types disponibles, il peut être difficile de savoir par où commencer. Vous ne savez pas quelle fixation convient le mieux à votre projet ? Une mauvaise fixation peut entraîner une faiblesse des assemblages, avec pour conséquence des défaillances ou des risques pour la sécurité. En choisissant la bonne, vous vous assurez que votre assemblage reste solide et fiable.
Les fixations se présentent sous de nombreuses formes et tailles, chacune servant un objectif différent. Pour choisir la bonne fixation, il faut tenir compte du matériau, des exigences de charge, des conditions environnementales et de la facilité d'assemblage. L'essentiel est de faire correspondre les caractéristiques de la fixation aux besoins de votre projet.
Les fixations sont un élément petit mais essentiel de nombreux produits. Lisez la suite pour en savoir plus sur les différents types d'attaches et leurs meilleures utilisations.
Qu'est-ce qu'une fixation ?
Une fixation est un outil qui permet d'assembler des objets. Les vis, les rondelles, les écrous et les boulons en sont des exemples courants. Ces outils ont tous une fonction principale : ils maintiennent mécaniquement deux ou plusieurs objets ensemble.
Les fixations fonctionnent différemment de la colle. Elles peuvent relier des éléments en métal, en plastique, en bois et en béton. Elles sont suffisamment solides pour maintenir des objets soumis à de fortes pressions ou tensions.
Il existe deux types principaux de fixations. Il s'agit des fixations permanentes et des fixations non permanentes. La plupart des fixations créent des assemblages qui peuvent être démontés. Vous devez être en mesure de séparer les pièces connectées sans les casser. Le rivet est différent. Il s'agit d'une fixation permanente qui ne peut pas être facilement enlevée.
Nous utilisons des fixations tous les jours dans de nombreux contextes. Elles offrent un moyen simple de relier les choses, ce qui facilite l'assemblage et le démontage en cas de besoin.
Types de fixations
Il existe de nombreuses variétés d'éléments de fixation, chacune présentant des atouts spécifiques et des applications idéales. Connaître les différences vous aidera à choisir la meilleure option pour votre projet.
Des vis
Les vis sont des éléments de fixation filetés qui créent leur filetage d'accouplement lorsqu'ils sont enfoncés dans des matériaux. Leurs arêtes hélicoïdales convertissent la force de rotation en mouvement linéaire.
Boulons
Les boulons sont des fixations à filetage externe conçues pour être insérées dans des trous de assemblés et accouplés à un écrou. Leur installation nécessite généralement des clés ou d'autres outils.
Noix
Les écrous sont des fixations à filetage interne conçues pour s'accoupler avec des boulons ou des vis. Ils fournissent une force de serrage lorsqu'ils sont serrés contre une surface.
Rondelles
Les rondelles sont des plaques minces percées de trous qui répartissent la charge d'une fixation filetée. Elles évitent d'endommager les matériaux assemblés et remplissent des fonctions supplémentaires.
Rivets
Les rivets créent des connexions permanentes en déformant un arbre ou une goupille. Ils fonctionnent bien dans les applications où l'accès aux deux côtés est possible.
Ongles
Les clous sont des pointes métalliques droites avec une tête et un bout pointu. Ils sont enfoncés dans les matériaux en utilisant la force d'impact plutôt que la rotation.
Les différents types de fixations et leur utilisation
Les fixations se présentent sous de nombreuses formes et tailles, chacune étant conçue pour des tâches spécifiques. Examinons les types les plus courants et leurs utilisations.
Types de boulons
Boulons à tête hexagonale
Le type le plus courant est le boulon à tête hexagonale. Ils ont une tête à six côtés et sont utilisés avec une clé ou une douille. Ces boulons solides et fiables sont idéaux pour la construction et les machines.
Boulons à double extrémité
Les boulons à double extrémité ont des filets aux deux extrémités. Ils relient souvent deux pièces avec un écrou à chaque extrémité. Ces boulons sont standard dans les applications automobiles et les machines.
Boulons à œil
Les boulons à œil ont une boucle à une extrémité. Ils sont utilisés pour fixer des câbles, des cordes ou des chaînes. Ces boulons sont idéaux pour les applications de levage ou de traction.
Boulons de carrosserie
Les boulons de chariot ont une tête lisse et arrondie et une section carrée en dessous. La section carrée empêche le boulon de tourner, ce qui le rend utile dans les applications en bois.
Boulons à tête creuse
Les boulons à tête creuse ont une tête cylindrique avec une douille hexagonale. Ils sont utilisés dans les espaces restreints où une clé ne passe pas. Ces boulons sont standard dans les machines et les applications automobiles.
Boulons en U
Les boulons en U ont la forme de la lettre "U" et sont filetés aux deux extrémités. Ils sont utilisés pour fixer des tuyaux ou des tubes à des surfaces et sont standard dans les applications de plomberie et d'automobile.
Types de vis
Vis autoperceuses
Les vis autoperceuses sont dotées d'une pointe de forage et ne nécessitent donc pas de trou pilote. Elles sont utilisées dans les applications en métal et en bois, ce qui les rend rapides et faciles à installer.
Vis à tôle
Les vis à tôle ont des filets pointus et sont utilisées pour fixer des tôles fines. Elles sont également utilisées dans les applications en plastique et en bois.
Vis de machine
Les vis mécaniques sont utilisées avec des écrous ou des trous taraudés. Elles sont courantes dans les machines, l'électronique et les appareils électroménagers.
Vis à tête hexagonale
Les vis à tête hexagonale ont une tête hexagonale et des filets grossiers. Elles sont utilisées dans les applications en bois, telles que la construction de terrasses et de charpentes.
Vis de pont
Les vis de terrasse sont conçues pour être utilisées à l'extérieur. Elles sont recouvertes d'un revêtement résistant à la corrosion et sont utilisées pour construire des terrasses et des structures extérieures.
Vis à bois
Les vis à bois ont des filets grossiers et sont utilisées dans les applications en bois. Elles offrent une bonne tenue et sont faciles à installer.
Types d'écrous
Écrous borgnes
Les écrous borgnes ont un sommet bombé qui recouvre l'extrémité du boulon. Ils sont utilisés pour des raisons de sécurité et d'esthétique et sont courants dans les meubles et les machines.
Écrous du château
Les écrous borgnes ont des fentes à une extrémité pour une goupille fendue. Ils sont utilisés dans les applications à fortes vibrations, telles que l'automobile et les machines.
Écrous à souder
Les écrous à souder sont soudé sur une surface, ce qui permet d'obtenir un trou fileté. Ils sont utilisés dans la fabrication des métaux et des machines.
Écrous hexagonaux
Le type le plus courant est l'écrou hexagonal. Ils ont six côtés et sont utilisés avec les boulons pour fixer les matériaux.
Types de laveurs
Rondelles plates
Les rondelles plates répartissent la charge et évitent d'endommager les surfaces. Elles sont utilisées dans des applications générales.
Rondelles élastiques
Les rondelles élastiques assurent la tension et empêchent le desserrage. Elles sont utilisées dans les environnements soumis à de fortes vibrations.
Rondelles de blocage
Les rondelles de blocage sont dotées de dents ou d'arêtes qui s'accrochent à la surface. Elles empêchent les boulons et les écrous de se desserrer avec le temps.
Laveurs de quai
Les rondelles de quai sont grandes et épaisses et sont utilisées dans des applications lourdes telles que la construction de quais. Elles répartissent la charge sur une plus grande surface.
Types de rivets
Rivets POP
Les rivets POP sont faciles à installer et offrent une bonne résistance. Ils sont utilisés dans des matériaux légers comme le métal et le plastique.
Rivets multi-grip
Les rivets multi-grip peuvent assembler des matériaux de différentes épaisseurs. Ils sont utilisés dans les secteurs de l'automobile et des machines.
Rivets triples
Les rivets triples ont trois pattes qui se déplient, ce qui leur confère une grande solidité. Ils sont utilisés dans les applications lourdes.
Rivets à large bride
Les rivets à large bride ont une tête plus large, répartissant la charge sur une plus grande surface. Ils sont utilisés dans les matériaux souples ou fragiles.
Facteurs à prendre en compte pour choisir la bonne fixation
Cette partie du processus de sélection peut faire de votre projet un succès ou un échec. Les bons facteurs permettent d'établir des liens durables.
Compatibilité des matériaux
Le choix des matériaux affecte à la fois les performances et la longévité des assemblages fixés. Une bonne adéquation des matériaux permet d'éviter les défaillances prématurées.
Fixations en acier et acier inoxydable
Les fixations en acier offrent une grande résistance à moindre coût. Elles conviennent à de nombreuses applications intérieures.
- Acier au carbone : Offre une excellente résistance mais nécessite des revêtements protecteurs
- Acier allié : Contient des éléments supplémentaires pour améliorer les propriétés
- Acier cémenté : Comprend une surface trempée avec un noyau rigide
Les fixations en acier inoxydable résistent à la corrosion sans revêtement. Elles sont idéales pour les environnements humides ou difficiles.
- Inox 304 : Bonne résistance à la corrosion dans tous les domaines
- Inox 316 : Résistance supérieure aux chlorures et aux environnements salins
- Inox 410 : Magnétique avec une résistance modérée à la corrosion, peut être traité thermiquement
Attaches en aluminium ou en laiton
Les fixations en aluminium sont légères et résistent à certains types de corrosion. Elles conviennent mieux aux applications non structurelles.
- Avantages : Faible poids, bonne résistance à la corrosion, non magnétique
- Limites : Résistance moindre, ne convient pas aux applications à forte charge
Les attaches en laiton offrent une excellente résistance à la corrosion et ne produisent pas d'étincelles. Elles sont souvent utilisées dans les applications marines et gazières.
- Avantages : Excellente résistance à la corrosion, bonne conductivité électrique, esthétiquement agréable
- Limites : Résistance inférieure à celle de l'acier, coût plus élevé, risque de corrosion sous contrainte dans des environnements spécifiques.
Taille et type de filetage
Un dimensionnement adéquat garantit une résistance suffisante sans excès de matériau ni trous surdimensionnés.
Choisir le bon diamètre
Le diamètre de la fixation influe sur sa solidité et son ajustement. Un diamètre plus important offre une plus grande résistance, mais nécessite un trou plus grand. Le diamètre de la fixation doit toujours être adapté à la charge et à l'épaisseur du matériau.
- Trop petit : risque de défaillance sous charge ou d'arrachement du matériau
- Trop grande : Crée des concentrations de contraintes inutiles et gaspille du matériel
- Règle générale : Le diamètre des fixations doit être compris entre 1/4 et 1/3 du matériau le plus fin à assembler.
Comprendre le pas et la longueur des filets
Le pas de vis désigne la distance entre les filets. Le pas de vis affecte à la fois la résistance et les caractéristiques d'installation.
- Filets grossiers : Installation plus rapide, meilleure dans les matériaux tendres, plus grande tolérance aux dommages
- Filets fins : Plus grande résistance à la traction, meilleure résistance aux vibrations, ajustement plus précis
La longueur du filetage doit permettre un engagement suffisant sans dépasser inutilement.
- Engagement minimum : 1x le diamètre pour l'aluminium, 1,5x pour l'acier, 2x pour le plastique
- Longueur maximale : Éviter les saillies inutiles qui pourraient interférer avec d'autres composants.
Résistance et capacité de charge
L'analyse des charges est essentielle pour sélectionner correctement les fixations. Des charges différentes requièrent des propriétés de fixation différentes.
Résistance à la traction de différentes fixations
La résistance à la traction mesure la résistance d'une fixation à l'arrachement.
- Boulons métriques de grade 8.8 : limite d'élasticité de 800 MPa
- Boulons SAE de grade 5 : résistance à la traction de 85 000 PSI
- Acier inoxydable (A2-70) : 700 MPa de résistance à la traction
Lors de la sélection des charges de traction :
- Calculer la charge maximale attendue
- Appliquer un facteur de sécurité (généralement 1,5-3x)
- Choisissez une fixation dont la capacité nominale est suffisante
Considérations sur la résistance au cisaillement
Les charges de cisaillement tentent de couper la fixation sur son diamètre. La plupart des fixations ont une résistance au cisaillement inférieure à la résistance à la traction.
- La plupart des fixations en acier : Résistance au cisaillement ≈ 60% de la résistance à la traction
- Fixations en aluminium : Rapport cisaillement/traction encore plus faible
Pour les applications de cisaillement :
- Utiliser plusieurs fixations lorsque c'est possible
- Choisissez des fixations dont la tige entière (partie non filetée) traverse le plan de cisaillement.
- Considérer les goujons pour les charges de cisaillement pur
Résistance à l'environnement
Les facteurs environnementaux peuvent réduire considérablement la durée de vie des fixations. Adaptez votre fixation à vos conditions d'utilisation.
Résistance à la corrosion dans les applications extérieures et marines
L'exposition à l'extérieur exige des stratégies de protection contre la corrosion.
- Acier galvanisé : Bon pour une utilisation générale à l'extérieur
- Galvanisé à chaud : Supérieure pour une exposition sévère
- Acier inoxydable 316 : Excellent pour les environnements marins
- Bronze au silicium : un choix de premier ordre pour une exposition constante à l'eau salée
Éviter la corrosion galvanique en :
- Utilisation d'attaches du même matériau ou plus nobles que les matériaux assemblés
- Utilisation de rondelles isolantes entre des métaux dissemblables
- Application de revêtements protecteurs aux points de connexion
Fixations pour les hautes températures
Les fixations standard peuvent s'affaiblir ou se rompre à des températures élevées.
- Acier de qualité 8.8 : Bon jusqu'à environ 400°F (204°C)
- Inox A286 : Maintient la résistance jusqu'à 538°C (1000°F)
- Inconel : Excellent pour des températures allant jusqu'à 982°C (1800°F)
Lors de la sélection pour une utilisation à haute température :
- Vérifier les valeurs nominales de résistance ajustées à la température
- Tenir compte de la dilatation thermique
- Tenir compte du relâchement du stress au fil du temps
Fixations pour pressions ou vibrations extrêmes
Les vibrations peuvent desserrer les fixations au fil du temps. Une pression élevée peut entraîner une déformation des fixations.
Options résistantes aux vibrations :
- Contre-écrous à insert nylon
- Composés de blocage des filetages (Loctite)
- Attaches de brides dentelées
- Rondelles Nord-Lock
Solutions à haute pression :
- Attaches de qualité supérieure
- Attaches de plus grand diamètre
- Modèles d'attaches multiples
- Conceptions spécialisées à étanchéité sous pression
Sélection d'attaches spécifiques à l'application
Les différents matériaux et applications nécessitent des fixations spécifiques pour une connexion solide et durable. Professionnel fournisseurs d'éléments de fixation peut vous aider à trouver les meilleures fixations pour différents usages.
Applications automobiles
Les fixations automobiles doivent résister aux vibrations, aux changements de température et à l'exposition aux fluides.
Fixation automobile Caractéristiques :
- Résistance aux vibrations (rondelles de blocage, composés de blocage de filets)
- Protection contre la corrosion dans les environnements difficiles
- Dimensions standardisées pour faciliter la maintenance
Assemblage électronique
L'électronique nécessite des fixations souvent plus petites et plus légères, avec des propriétés électriques spécifiques.
Besoins en fixations électroniques :
- Options non-conductrices pour des applications spécifiques
- Petites tailles pour des conceptions compactes
- Têtes à profil bas pour économiser de l'espace
- Caractéristiques anti-vibration
Projets de construction
Les fixations de construction doivent assurer l'intégrité structurelle à long terme sous diverses charges et conditions environnementales.
Exigences en matière d'attaches de construction :
- Capacité de charge élevée
- Résistance aux intempéries
- Conformité au code
- Résistance au feu dans certains cas
Conclusion
Pour choisir la bonne fixation, il faut mettre en balance plusieurs facteurs. Prenez le temps d'analyser les besoins spécifiques de votre application plutôt que de vous contenter de sélectionner des options connues. Comprendre les différents types de fixations et leurs applications optimales peut vous aider à prendre des décisions plus éclairées.
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Au cours des dix dernières années, j'ai été immergé dans diverses formes de fabrication de tôles, partageant ici des idées intéressantes tirées de mes expériences dans divers ateliers.
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Kevin Lee
J'ai plus de dix ans d'expérience professionnelle dans la fabrication de tôles, avec une spécialisation dans la découpe au laser, le pliage, le soudage et les techniques de traitement de surface. En tant que directeur technique chez Shengen, je m'engage à résoudre des problèmes de fabrication complexes et à favoriser l'innovation et la qualité dans chaque projet.
