Notions de base sur les adhésifs anaérobies et les freins filets

Généralement utilisés pour augmenter l'étanchéité ou la force de maintien d'un assemblage mécaniquement assemblé, les adhésifs anaérobies sont utilisés comme frein-filet, mastics filetés, matériaux de retenue et mastics pour brides. Lorsqu'ils sont conçus dans un assemblage, ces adhésifs réduisent les stocks de composants, diminuent les coûts de fabrication totaux, améliorent la fiabilité de l'équipement et minimisent les pannes après-vente et les problèmes de garantie associés.

Par définition, les adhésifs anaérobies restent liquides jusqu'à ce qu'ils soient isolés de l'oxygène en présence d'ions métalliques, tels que le fer ou le cuivre. Par exemple, lorsqu'un adhésif anaérobie est scellé entre un écrou et un boulon sur un assemblage fileté, il « polymérise » ou durcit rapidement pour former un plastique réticulé résistant avec une adhérence tenace à de nombreux métaux. Bien que les applications anaérobies diffèrent considérablement, dans la plupart des cas, l'adhésif offre une résistance au cisaillement élevée.

• Lorsqu'ils sont utilisés pour verrouiller des assemblages filetés ensemble, les adhésifs anaérobies empêchent le desserrage et la corrosion de la fixation, maintiennent une force de serrage appropriée et offrent un couple contrôlé pour le retrait de l'assemblage.

• Pour les assemblages cylindriques rigides, tels que l'assemblage d'un roulement sur un arbre, les adhésifs anaérobies appelés composés de retenue permettent aux fabricants de coller des pièces qui, autrefois, ne pouvaient être assemblées qu'à l'aide d'ajustements à force ou de frettage.

• Les matériaux d'étanchéité anaérobies sont largement utilisés comme joints formés sur place qui produisent des joints étanches entre les brides d'accouplement, empêchant ainsi les fuites d'humidité, de gaz, de fluides ou de contaminants.

Les adhésifs anaérobies se fixent en quelques minutes à température ambiante et durcissent complètement en 24 heures. Le durcissement complet des adhésifs anaérobies peut être obtenu plus rapidement en utilisant une exposition à court terme à la chaleur (par exemple 30 minutes à 120 degrés Celsius). Dans les assemblages où un apprêt ou un activateur liquide est requis pour accélérer le durcissement, l'apprêt est appliqué sur une ou les deux surfaces de fixation avant l'application de l'adhésif. Aucun mélange de composants n'est requis.

Au fur et à mesure qu'un adhésif anaérobie durcit dans une application de blocage des filets, il forme des chaînes polymères qui se frayent un chemin dans chaque petite imperfection des fils. Le frottement du filetage augmente avec l'application de frein-filet en raison des connexions interfaciales avec la rugosité de surface du métal. L'adhésif remplit complètement les espaces microscopiques entre les filetages d'interface pour verrouiller et sceller positivement les assemblages filetés, empêchant ainsi les mouvements latéraux et protégeant le joint de la corrosion pouvant résulter de l'humidité, des gaz et des fluides.

Un assemblage écrou-boulon typique n'a que 15 pour cent de contact métal sur métal. Quelques gouttes de frein-filet liquide remplissent les vides d'air restants entre les racines du filetage, puis durcissent en un plastique thermodurcissable qui fournit un assemblage unifié à 100 % jusqu'à ce que l'utilisateur veuille qu'il se sépare. Ces adhésifs offrent une force de couple élevée, une bonne résistance à la température, un durcissement rapide, une distribution facile et une bonne résistance aux vibrations.

Les freins filets sont disponibles dans des formulations à faible, moyenne et haute résistance. La plupart des frein-filet sont codés par couleur pour la résistance, le violet et le bleu représentant les qualités de résistance faible et moyenne, et le vert et le rouge représentant les qualités de résistance élevée. Cependant, aucun bloqueur de threads n'est permanent; les qualités de résistance faible et moyenne peuvent être démontées avec des outils à main courants à température ambiante, et les freins filets à haute résistance peuvent être retirés après une exposition directe à des températures de 450 degrés Fahrenheit.

La résistance et la viscosité de l'adhésif nécessaire pour une application sont directement liées à la taille de l'attache utilisée. Les frein-filet à faible résistance sont utilisés sur des vis jusqu'à un quart de pouce de diamètre. Les matériaux de résistance moyenne sont destinés aux fixations jusqu'à trois quarts de pouce de diamètre.

Les frein-filet à haute résistance sont mieux utilisés sur les fixations jusqu'à un pouce de diamètre trouvées dans les applications d'assemblage permanent. Des formulations de frein filet pénétrant à faible viscosité sont également disponibles qui s'infiltrent facilement dans les attaches pré-assemblées jusqu'à un demi-pouce de diamètre.

Lors de l'application d'adhésifs frein-filet, l'adhésif doit mouiller toute la longueur de la zone d'engagement du filetage. Un bon mouillage dépend de la taille du fil, de la viscosité de l'adhésif et de la géométrie des pièces. Si les pièces sont volumineuses, le mouillage des deux faces fournit la fiabilité nécessaire pour une application adéquate de l'adhésif.

Pour les assemblages écrou-boulon traversants, le frein-filet doit être appliqué uniquement là où l'écrou et le boulon se rencontreront lorsque l'assemblage est complètement serré, car seul l'adhésif entre les filets durcira.

Pour les assemblages à trous borgnes tels que les vis d'assemblage, des freins filets doivent être appliqués à la fois sur le boulon et dans le fond du trou. Si l'adhésif n'est appliqué que sur le boulon, la pression de l'air forcera le frein-filet liquide à s'échapper lorsque le boulon est serré, ce qui entraînera une quantité insuffisante de frein-filet et un éventuel échec de l'assemblage.

Les plus grands défis auxquels sont confrontés les adhésifs anaérobies traditionnels ont été :1) favoriser le durcissement sur une large gamme de substrats métalliques et non métalliques qui peuvent être contaminés par de la graisse ou de l'huile, 2) une exposition à long terme à des températures élevées supérieures à 300 degrés F, et 3) une exposition à long terme à des niveaux élevés de stress mécanique.

De nouvelles formulations de frein-filet insensibles aux surfaces ont été développées pour tolérer les surfaces huileuses et contaminées, durcissant malgré les résidus qui inhiberaient le durcissement des adhésifs frein-filet traditionnels. De plus, ces freins filets sont également conçus pour durcir plus facilement sur des substrats passifs ou inactifs tels que des surfaces plaquées ou anodisées, réduisant ainsi les applications nécessitant des apprêts.

Alors que les adhésifs frein-filet traditionnels ne peuvent supporter que des températures limitées (moins-65 à 300 degrés F), de nouveaux adhésifs anaérobies qui intègrent une technologie chimique innovante ont été formulés pour maintenir leur intégrité à des températures allant jusqu'à 400 degrés F.

Ces produits sont idéaux pour les applications qui subissent des cycles thermiques extrêmes, telles que les assemblages automobiles et aérospatiaux. De nouvelles formulations renforcées ont également été développées pour offrir de meilleures performances globales sous des contraintes thermiques et mécaniques extrêmes. Parce que ces matériaux sont plus résistants que les anaérobies traditionnels, ils sont moins sensibles aux chocs et peuvent résister à une exposition prolongée à des vibrations intenses, des forces de rotation, de cisaillement et de traction.