Les Procédés d’Assemblage
L’assemblage de pièces consiste à réaliser une liaison complète, c'est-à-dire une
liaison encastrement entre celles-ci. Le procédé d’assemblage sera déterminé par
plusieurs facteurs comme :
- réalisation d’un assemblage permanent ou démontable.
- résistance aux vibrations.
- importance de la série donc automatisation possible ou non du procédé.
1. Le Vissage
Ces assemblages sont réalisés à l’aide d’une vis et d’un écrou. Lorsque l’on fait de la
petite série et que le couple de serrage ne doit pas être très précis, on réalise le
montage à l’aide de :
- boulonneuses portatives
- de clés à chocs
- tournevis
- visseuses portatives électriques ou
pneumatiques
Par contre, si on souhaite que le couple de serrage soit précis, on utilise : des clés
dynamométriques.
Lorsque l’on fait de la grande série, on réalise des assemblages sur des machines
complètement automatisées comme : les machines à boulonner, les machines à
visser mono ou multibroches, avec ou sans contrôle du couple de serrage.
Exemple de vis :
Hexagonale (H)
Fraisée fendue (FS)
Hexagonale autofreinée
Fraisée bombée
fendue (FBS)
Cylindrique (CHC)
Cylindrique fendue
(CS)
Sans tête bout plat
(HC)
Fraisée six pans
creux (FhC)
2. Le Rivetage
2.1 Rivets usuels
Les rivets sont utilisés par toutes les industries pour l’assemblage indémontable de
petits ou de grands composants. L’assemblage d’une structure d’avion exige près de
2 50000 rivets, dont la pose représente 30 % du temps de montage.
Ce procédé consiste en une déformation d’un rivet cylindrique (inséré dans un trou
traversant les différentes pièces) à froid par fluage pour créer une tête qui permet de
maintenir plusieurs pièces assemblées.
Pour des raisons de résistance à la corrosion ou d’aspect extérieur, les rivets
peuvent être zingués ou nickelés.
Les rivets peuvent travailler en tension ou en cisaillement, mais c’est souvent en
cisaillement que les problèmes surviennent (déchirure de la tête).
Avantages :
- sécurité de fixation
- économique
- cadence de production élevée
- assemblage de matières et d’épaisseurs différentes
- assemblages résistants au phénomène de fatigue contrairement au soudage
Inconvénients :
- non démontable
- têtes protubérantes
Rivets creux :
3. Le goupillage
Les goupilles sont des organes de liaison simples et peu coûteux, utilisées soit pour
immobiliser (goupille d’arrêt) soit pour positionner ou centrer (goupilles de
positionnement) un composant par rapport à un autre. Elles travaillent le plus
souvent au cisaillement.
3.1. Goupille de positionnement cylindrique
Utilisées pour des positionnement ou des
centrages précis (qualité 6 ou 7)
3.2. Goupilles cannelées
Elles permettent des goupillages économiques
Les goupilles sont très utilisées pour réaliser des assemblages entre des organes
mécaniques.
Le procédé consiste à introduire en force une goupille dans un trou traversant les
différentes pièces à assembler.
Elles servent de dispositif de verrouillage radial.
3.3. Goupilles cavaliers
Elles sont logées dans un trou de perçage comme un Circlips et ne doivent pas
travailler au cisaillement
4. Circlips et anneaux élastiques :
Ils permettent la fixation axiale ou l’épaulements de machines (roulements, bagues,
entretoise…) sur des arbres ou dans des alésages.
5. L’agrafage :
C’est une technique qui peut remplacer le rivetage dans certains cas. Les agrafeuses
posent environ 5 agrafes à la seconde. Avec cette méthode, on peut agrafer des
matériaux métalliques (alu, acier, laiton) ou non métalliques (feutre, tissu)
6. Le collage
Dans la technique d’assemblage par collage, on peut utiliser :
- des adhésifs : (époxy, polyuréthane, …)
- des colles (acrylique, caséine,..)
Dans la catégorie des adhésifs, on trouve les rubans qui sont enduits sur l’une ou les
deux faces du support et qui adhérent quand on les appliques sur une surface
Avec la méthode d’assemblage par collage, il faut respecter certaines règles
7. Le Soudage
De tous les procédés de bases, le soudage est probablement le plus important,
autant en grande séries (carrosseries…) Qu’en pièce unitaire
Souder :
C’est assembler de façon permanente deux ou plusieurs pièces, tout en assurant
entre elles la continuité de la matière.
Soudage autogène :
Les pièces à assembler, de même nature ou de composition voisine, participe à la
constitution du joint ou du cordon de soudure.
L’assemblage est dit homogène, c'est-à-dire fait du même métal.
Brasage et soudobrasage :
L’assemblage est hétérogène, la formation du joint ou cordon est assurée par la
seule intervention du métal d’apport qui agit comme une colle.
La température de fusion du métal d’apport est inférieure à celle des matériaux à
souder qui peuvent être de nature différentes.
7.1. Soudage à l’arc électrique
Ce soudage est le plus utilisé
industriellement en soudage autogène. La
fusion, très localisée, amène moins de
déformation que le chalumeau et une plus
grande productivité
Inconvénients :
Un refroidissement rapide générateur de contraintes internes et de déformation
parfois difficile à corriger.
a) Soudage à l’électrode enrobée
L’électrode, dirigée manuellement, est fusible et fournit le métal d’apport. L’enrobage
assure un rôle protecteur et son épaisseur permet de jouer sur la forme du cordon,
concave ou convexe.
b) Soudage MIG (Metal Inert Gas)
Encore appelé semi auto, il est très
adapté à la petite industrie: facile
d’emploi; arc visible, pas de laitier,
grande vitesse de soudage, temps de
formation réduit
Il utilise une électrode fusible (fil se
déroulant automatiquement) travaillant
en atmosphère inerte (gaz protecteur :
argon, argon + hélium,…) afin de
protéger le bain de fusion
c) Soudage MAG (Metal Active Gas)
Variante du MIG utilisant un mélange de gaz
carbonique CO2 et d’argon adapté au
soudage des aciers de construction au carbone.
d) Soudage TIG (Tungsten Inert Gas)
Variante des précédents, plus productive utilisant
une électrode réfractaire ou non fusible en
tungstène. Le métal d’apport est amené
manuellement (
baguette)
ou
automatiquement (
fil déroulé) il
convient bien aux faibles épaisseurs (0.2 à 3 mm)
et peut aussi s’utiliser sans métal d’apport et
remplacer le soudage par points.
e) Soudage au Plasma
Apparenté au TIG, il utilise un arc étranglé dans une
tuyère avec un gaz inerte. Le dard obtenu, très
brillant et très chaud, permet à la fois :
- le découpage (plus rapide que l’oxycoupage)
- le soudage (notamment bout à bout en une seule
passe avec des bords droits pour des épaisseurs de
3 à 10 mm.
7.2. Soudage par Résistance
Les pièces à assembler sont maintenues en
contact par un effort de compression puis soudées
par recouvrement ou bout à bout sans métal
d’apport.
La fusion est provoquée par effet joules : courant
de forte intensité sous basses tension. Après
coupure du courant, l’effort de compression
toujours appliqué forge la soudure.
a) Soudage par points
Très utilisée en grande et petite série, rapide il
est réalisé entre 2 électrodes. La fusion se
produit à la frontière entre les deux pièces à
souder.
b) Soudage à la molette
Variante du précédent permettant de réaliser
des assemblages plans, cylindriques ou
coniques et des soudures continues ou
discontinues. Les électrodes sont remplacées
par des molettes tournantes.
c) Soudage par bossage
Autre variante permettant de souder plusieurs
points en même temps. Les électrodes sont
remplacées par des plateaux permettant de
souder des formes en treillis, des tubes
superposés et croisés.
d) Soudage en bout
Les pièces à souder, maintenues par des mâchoires, sont mises en contact puis
chauffées soit par effet joules soit par étincelage. Après coupure du courant un
refoulement forge la souder.
7.3 Procédés divers :
- Soudage par friction
- diffusion
- explosion
- ultrasons
- laser