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Avez-vous déjà vu un boulon rompu ? Comment déterminez-vous la raison de la casse du boulon ?

La surcharge est généralement la principale cause de casse. Les boulons résistent à une charge maximale avant de s’étirer. En général, cette charge est appliquée sous la forme de couple. Si la friction est plus faible que prévue, les boulons risquent de se casser avant d’atteindre le couple prédéterminé. Quand un boulon rompt, il s’étire, et une gorge se crée sur le filetage de la zone de serrage qui n’est pas pris dans le filet du raccord. Les personnes en charge de l’assemblage peuvent généralement sentir l’étirement du boulon. En effet, il implique plus de rotations de la clé avant que cette dernière ne se casse ou ne se bloque. Si le boulon rompt, vous constaterez que la zone de rupture du boulon présente une surface nettement réduite.

Si un boulon rompt après son assemblage, il faut prendre en compte certaines défaillances.

Qu’est-ce qui provoque la rupture par fatigue ? La rupture par fatigue est généralement causée par un serrage incorrect, ou un desserrage lors de la durée de vie du boulon. Si une force assez importante agit sur le raccord desserré pendant l’utilisation du produit, la tension de flexion peut affaiblir la fixation, risquant même de provoquer sa casse. Un expert en fixation est capable de diagnostiquer une rupture en examinant de près une fixation rompue et les composants du raccord.

Un troisième type de panne, moins courant, est causé par la fragilisation par l’hydrogène. Ce type de panne est considéré comme une panne différée, et elle apparaît toujours après l’assemblage. La fragilisation par l’hydrogène se produit généralement sous 48 heures. La casse apparaît la plupart du temps directement sous la tête de la fixation, et non sur le filetage. La tête peut se rompre entièrement, ou se fissurer assez pour que la force de serrage se réduise. Dans les deux cas, l’assemblage n’est plus sûr. Ce type de casse, même si plutôt rare, apparaît souvent sur les fixations haute résistance, ou les fixations cémentées qui sont dotées d’un électrozingage.

Contactez-nous par e-mail en écrivant à l’adresse ProvenProductivity@bossard.com pour plus d’informations sur notre analyse des casses des assemblages boulonnés.

Doug Jones
Ingénieur en applications
djones@bossard.com

Que sont les vibrations et quelle est leur influence sur le desserrage des fixations ? La réponse semble évidente, mais bien comprendre le mécanisme du desserrage dû aux vibrations peut permettre de l’empêcher.

Imaginez un bloc de bois sur une pente. L’angle de la pente est assez faible afin que le bloc de bois ne glisse pas. Ensuite, on frappe sur la pente avec un marteau, pas trop fort, mais juste assez pour que le bloc de bois saute légèrement et se mette à glisser. C’est ainsi que les vibrations provoquent la rotation des filetages et leur desserrage ; ils sautent et glissent comme le bloc de bois. En présence de vibrations, la pression entre le bloc et la pente (ou les flancs du filetage) est réduite brièvement mais à plusieurs reprises, et le bloc se met alors à glisser.

Si nous utilisons un bloc de bois plus lourd, il faudra plus de vibrations pour que le bloc se mette à glisser le long de la pente. L’effet est le même si l’on ajoute plus de force de serrage sur un assemblage. Toutefois, à cause de l’amplitude et de la fréquence des vibrations, le résultat reste le même : le bloc glisse le long de la pente, et la rotation provoque le desserrage.

Enfin, si l’on fixe le bloc de bois sur la pente afin que la pression soit sur la face supérieure du bloc, ce dernier ne rebondira plus et ne glissera donc pas. Comment simuler cette condition sur un assemblage fileté ? Vos écrous et assemblages boulonnés classiques ont toujours des tolérances de filetage afin de faciliter le montage, ce qui forme des trous sur la partie arrière des filetages. Toutefois, s’il est possible d’utiliser des vis autotaraudeuses, qui percent leur propre filetage dans les pièces à fixer lors de l’assemblage, on évite la formation de trous.

Les vis autotaraudeuses ne conviennent pas à tous les assemblages, mais elles sont très efficaces quand le risque de desserrage par vibration est élevé.

Contactez-nous par e-mail en écrivant à l’adresse ProvenProductivity@bossard.com pour plus d’informations sur nos solutions contre le desserrage par vibration.

Doug Jones
Ingénieur en applications
djones@bossard.com

Sur le marché, il existe différents outils de serrage. Certains des outils les plus couramment utilisés sont les clés dynamométriques, les visseuses à choc, les visseuses à impulsion et les visseuses électriques. Chacun de ses outils est généralement associé à un degré de précision (voir tableau ci-dessous). Que signifie cette précision par rapport au matériau utilisé et, plus important encore, en quoi cela affecte l’utilisateur final ?

Utilisons un exemple pour montrer l’importance de la précision d’un outil par rapport à la force de serrage finale de l’assemblage. Un boulon M8 standard, de classe 8.8, est serré à sa force de serrage totale avec trois outils différents et des degrés de précision de 10 %, 20 % et 50 %. Toutes les variables sont les mêmes sur tous les exemples (avec une coefficient de frottement supposé entre .09 et .14). La force de serrage minimale devant être utilisée pour l’assemblage est de 3.8 kN. La force de serrage maximale recommandée, peu importe la précision de l’outil, est de 18.7 kN (près de 75 % de la résistance élastique). Le même boulon M8 serré avec un outil qui offre une précision de 20 % a une force de serrage minimale de 7.7 kN. S’il est serré avec un outil présentant une précision de 10 %, le boulon présente alors une force de serrage minimale de 9.4 kN. La moyenne de ces trois valeurs est 11.3 kN, 13.2 kN et 14.1 kN. En résumé, cela implique que si vous modifiez la précision d’un outil, votre matériau peut fournir sans cesse une force de serrage plus cohérente et une force de serrage nominale plus élevée pour le même boulon.

Lors de la conception d’assemblage de matériaux sans étude du couple, il faut appliquer une règle standard qui implique une précision d’outil de 20 %. Il est essentiel de bien connaître la précision d’un outil car cela permet de tirer un maximum profit du matériau utilisé. Afin de calculer la force de serrage selon la précision d’un outil, rendez-vous sur www.Bossard.com/application-engineering/fastener-expert-tools et consultez la large sélection de calculateurs capables de vous aider à concevoir vos assemblages.

Brandon Bouska
Ingénieur en applications
bbouska@bossard.com

L’un des sujets majeurs abordés par le passé est le coefficient de frottement, et l’importance de bien comprendre son impact sur votre assemblage boulonné. Tous les revêtements de fixation n’ont pas les mêmes caractéristiques de frottement. Parfois la couche de protection est lubrifiée, et parfois non (avec un taux de frottement supérieur). Quel est l’impact sur votre assemblage boulonné ? Dans la plupart des cas, si vous décidez de passer d’une pièce avec une couche de protection non lubrifiée à une lubrifiée, vos boulons risquent d’être soumis à une tension plus élevée et de rompre. La cause est la suivante : le coefficient de frottement est plus faible, ce qui augmente la force de serrage alors que la valeur du couple est toujours la même. Cela implique une défaillance de l’assemblage.

Il est essentiel de bien comprendre ce phénomène afin d’éviter toute augmentation des coûts de fabrication, ou même des réclamations de garantie. En effet, le frottement modifié est directement lié à la force de serrage de l’assemblage.

Chez Bossard, nous pouvons réaliser des essais sur les assemblages, et pouvons donc vous aider à mieux comprendre le coefficient de frottement et la relation entre le couple de serrage et la tension de vos assemblages. Nous pouvons réaliser des essais sur site ou dans l’un de nos centres de développement. Contactez-nous par e-mail à ProvenProductivity@bossard.com pour plus d’informations.

Jon Dabney
Ingénieur en applications
Jdabney@bossard.com

Papa à la rescousse ; le sauveur des jouets cassés ! Enfin c’est ce que je pensais avant de devoir acheter un nouveau jouet à ma fille parce que j’avais remplacé la vis usée par la mauvaise vis. Le jouet préféré de ma fille se détachait souvent du joint en plastique à cause des resserrages répétés et de l’usure provoquée par une enfant de 6 ans. Je n’imaginais pas que fixer un joint plastique avec une vis était aussi compliqué ! Saviez-vous que la taille du trou de guidage est importante par rapport au diamètre du raccord ? Un trou trop large ne laisse pas assez de place pour la prise du filetage, et un trou trop large risque de provoquer une défaillance du raccord liée à la tension. Le matériau du raccord a également un impact sur la taille du trou de guidage et sur la fixation correcte de la vis. Choisir la bonne vis présente également de nombreux avantages. Vous devez opter pour une vis avec un faible couple de vissage et un couple d’arrachement élevé. Avec une bonne résistance aux vibrations, spécialement si elle doit résister aux habitudes d’un enfant de 6 ans. Cliquez ici pour trouver la vis qui correspond à votre trou.

Ce qu’il faut pour être à nouveau le héros de vos enfants et un parent exemplaire ? Une inspection du trou et une conception adaptée. Les experts de Bossard peuvent vous aider à concevoir et choisir la bonne taille de trou pour une réparation simplifiée. Sauvez le jeu de votre enfant : voilà votre point fort ! Envoyez-nous vos questions par e-mail à tout moment à ProvenProductivity@bossard.com.

John Syharath
Service des ventes techniques
jsyharath@bossard.com

Les fixations sont disponibles dans différents matériaux.  Le choix du matériau se fait en fonction de l’application et de l’environnement.  Les matériaux les plus populaires sont l’acier et l’acier inoxydable. D’autres options comprennent les alliages à base d’aluminium, de cuivre, de titane, de nickel, de cobalt et de plastique. Les paramètres importants pour choisir le bon matériau sont listés dans le tableau ci-dessous.

Pour plus d’informations sur les matériaux des fixations, contactez-nous en écrivant à ProvenProductivity@bossard.com.

Fadi Saliby
Directeur des ventes techniques
FSaliby@bossard.com

Pendant des années, l’électrozingage a occupé la place de finition standard pour les fixations, et le chrome hexavalent était préféré au zinc pour protéger les pièces contre la corrosion. Avec la limitation de l’utilisation de substances dangereuses, également connue sous le nom de RoHS (Restriction of Hazardous Substances), de nombreux plaqueurs ont éliminé le chrome hexavalent pour le remplacer par le chrome trivalent, conforme aux directives actuelles mais qui présente également des effets indésirables.

Le chrome trivalent, tout comme le chrome hexavalent, ne présente aucun effet d’auto-réparation. Ainsi, tous les dégâts liés à la manipulation peuvent dégrader rapidement la résistance à la corrosion, surtout si aucun produit n’est ajouté à la finition. En général, on ajoute un type d’isolant, qui favorise la résistance à la corrosion mais qui altère, et réduit généralement, le coefficient de frottement du raccord, surtout si une résistance à la corrosion de plusieurs heures est nécessaire.

Revenons donc à notre question de base : pourquoi mes vis électrozinguées s’étirent et se cassent ? La réponse est la suivante : un coefficient de frottement plus faible. La question que nous devrions nous poser est la suivante : quel est le coefficient de friction de mon électrozingage ? S’il n’est pas indiqué, vous pouvez être certain que celui-ci s’est modifié au cours des cinq dernières années, et que, par conséquent, la force de serrage sur vos raccords boulonnés s’est modifiée.

Pour plus d’informations sur l’effet de la modification de votre finition sur la force de serrage, contactez-nous en écrivant à ProvenProductivity@bossard.com.

Doug Jones
Ingénieur en applications
djones@bossard.com

Toutes les vis ne sont pas compatibles avec les écrous. Il existe de nombreuses vis spécifiques, conçues pour être fixées directement dans des trous sans écrous et dans différents matériaux.

Les vis à bois existent depuis plusieurs années, mais les vis à bois standard ne sont pas toujours les plus efficaces dans les panneaux de particules ou le MDF (panneaux de fibres à densité moyenne). Les vis à bois standard ont un angle de flanc de 60°, et quand elles sont vissées dans un alésage, elles ont besoin de faire de la place pour le filetage. Les vis spéciales avec un angle de flanc plus faible et un filetage plus petit exercent une contrainte plus faible sur le bois et fournissent une force d’extraction plus importante, sans pour autant endommager le matériau.

Des vis spéciales similaires existent pour les thermoplastiques souples. Elles ont des filetages très pointus dont les angles sont très faibles. Elles peuvent être assemblées dans de trous moulés, des alésages ou dans des reliefs. Les plastiques thermodurcissables plus durs nécessitent généralement une vis avec une extrémité coupante pour retirer la quantité de matériau désirée, fonctionnant ainsi comme une vis auto-taraudeuse.

Les vis auto-taraudeuses à filetage partiel fonctionnent bien sur les tôles métalliques, mais pour les aciers plus épais, il faut utiliser des vis auto-perceuses avec un pas de filetage plus fin. Les vis auto-perceuses sont dotées d’un pas de filetage et d’une forme similaires à ceux des vis classiques, et il est parfois difficile de les différencier. La pointe et le corps du filetage des vis auto-perceuses sont souvent triangulaires. Vous pouvez reconnaître cette forme en faisant rouler le filetage entre vos doigts. Ces filetages sont généralement cémentés, ce qui les rend plus résistants que l’acier dans lequel ils sont insérés.

Des vis similaires avec un filetage spécial existent pour une insertion directe dans des métaux légers comme l’aluminium et le magnésium.

Pour plus d’informations sur les filetages de vis spécifiques, contactez-nous en écrivant à ProvenProductivity@bossard.com.

Doug Jones
Ingénieur en applications
djones@bossard.com

Les ingénieurs et les consommateurs peuvent être confrontés au desserrage des fixations et aux problèmes qui y sont directement liés. Quelles sont les causes éventuelles du desserrage ?

Le serrage insuffisant, qui implique une force de serrage faible, est l’une des principales causes de desserrage des fixations. Si la force de serrage d’un raccord est trop faible pour maintenir les pièces raccordées en place et leur éviter de glisser les unes contre les autres, un important risque de desserrage rotatif ou de rupture par fatigue existe. Il est donc essentiel de respecter les recommandations des fabricants en matière de serrage.

Utiliser des fixations avec une faible surface porteuse pour raccorder des matériaux souples peut provoquer le tassement de la tête dans le matériau. Avec le temps, la force de serrage peut diminuer et entraîner le desserrage des fixations. Il est essentiel de comprendre les limites en matière de pression de surface des vis et de matériaux à fixer, et de les associer correctement afin d’éviter tout tassement. Les fixations à tête bridée ou les rondelles renforcées sont une bonne solution pour répartir la charge et éviter ce genre de problème. Il faut se rappeler que de nombreuses rondelles plates ne sont pas assez solides pour résister au forces des fixations haute résistance. Pensez donc à bien choisir vos rondelles en circonstance !

Les vibrations sont un autre facteur pouvant provoquer le desserrage des fixations. Un bon design de raccord à écrou et boulon permet d’étirer légèrement le boulon pour créer un effet de type bande élastique, qui aide à garder la fixation bien serrée. Un principe de base intéressant pour les ingénieurs en design est d’utiliser une longueur de serrage 5 fois supérieure au diamètre du boulon afin de garantir une bonne élasticité avec un serrage conforme. Pour les raccords soumis aux vibrations, et pour lesquels cette règle ne peut pas s’appliquer, il faut faire appel à des dentelures, des plaques de verrouillage ou des rondelles spéciales.

Pour plus d’informations sur la manière de maintenir les fixations serrées, contactez-nous en écrivant à l’adresse ProvenProductivity@bossard.com.

Doug Jones
Ingénieur en applications
djones@bossard.com

« Pourquoi dois-je attendre 26 semaines pour obtenir des pièces aussi simples que de boulons et des écrous ? » Les délais de disponibilité des fixations peuvent être très frustrants et difficiles à comprendre quand on pense qu’il suffit de se rendre au magasin de bricolage pour obtenir des pièces compatibles. Pourquoi les délais sont-ils si longs ?

Les pièces standard disponibles sur le marché présentent des délais de disponibilité très courts. Selon la quantité commandée et la disponibilité en stock, les pièces peuvent être envoyées partout dans le monde dans un délai de un jour à trois semaines après réception d’une commande. Pour les grandes quantité de pièces standard ou les pièces spéciales, le délai peut s’allonger de manière significative.

Il est possible que les pièces standards commandées en grande quantité ne soient pas disponibles en stock. Les fabricants doivent donc les produire sur demande. Les fabricants de fixations prévoient la fabrication de manière à ce que les machines de fabrication tournent au régime le plus efficace. Ainsi, quand ils reçoivent une commande, il est probable que la taille des pièces à produire ne corresponde pas à leur programme de production pendant plusieurs semaines. Il en va de même pour les pièces spéciales. Les délais de livraison classiques pour les fabricants nationaux sont de 12 à 14 semaines pour une première commande. Pour les fournisseurs internationaux, il faut ajouter le délai de transport, ce qui peut allonger le délai total à 24-26 semaines. Raccourcir les délais de livraison est possible, mais cela s’associe généralement à des frais supplémentaires et/ou à une hausse des coûts de transport, ce qui augmente le coût total des pièces.

La meilleure manière de réduire les délais de livraison est de donner un préavis suffisant lors de la première commande, et de fournir des prévisions précises pour les futures commandes.

Pour plus d’informations sur les délais de disponibilité des fixations, contactez-nous en écrivant à ProvenProductivity@bossard.com.

Doug Jones
Ingénieur en applications
djones@bossard.com