Types de rivets et leurs applications idéales : guide complet

De nombreux composants et structures sont assemblés pour former une pièce complète. Des outils essentiels permettent d'organiser ces composants. L'un de ces héros de l'industrie manufacturière est le rivet. Différents types de rivets sont disponibles selon les exigences de conception et les propriétés.

Ces rivets offrent d'incroyables capacités de fixation pour applications légères et lourdes. Cela les rend précieux pour plusieurs applications, de l'aéronautique aux sous-marins en passant par les assemblages de tôles. Ils sont aussi utiles pour supporter des charges de traction et de cisaillement.

Cet article vous guide à travers les différents types de rivets et leurs usages. C'est parti !

Vue d'ensemble des rivets

Qu'est-ce qu'un rivet ?

En résumé, un rivet est une fixation ou connecteur mécanique avec une tête et une queue de chaque côté. Il a une tête, un corps cylindrique lisse, et une queue ressemblant à une goupille métallique.

Les rivets sont généralement en aluminium ou acier, mais certains sont faits d'autres matériaux. Ces types de fixations ne se serrent pas comme les boulons et écrous habituels. Des méthodes d'installation uniques avec les rivets assurent un assemblage ou une connexion permanente des pièces.

Comment fonctionnent les rivets ?

Les rivets sont un outil essentiel dans la construction de machines et structures. On peut installer les rivets par perçage, poinçonnage, ou placement dans un trou et déformation de la queue. Le processus de rivetage le plus populaire inclut le perçage d'un trou dans les pièces à riveter. C'est parce que c'est beaucoup plus simple et accessible.

Le rivet s'insère dans un trou percé mesurant environ 1,5 mm de plus que le diamètre du rivet lui-même pour mieux le sécuriser. Dès l'installation, la queue ressort de l'autre côté, où elle est déformée. Quand on écrase ou frappe la queue du rivet, cela aplatit la matière, ce qui fait souvent que la queue se déplie ou s'évasé. Elle s'évasé à environ une fois et demie la taille originale.

En d'autres termes, on peut créer un rivet en forme d'haltère en frappant ou tirant pour casser la queue plus plate d'un côté et créer une nouvelle tête de l'autre. Après cela, la queue prend la forme d'un haltère. Ainsi, le joint a été riveté.

Inconvénients des rivets

Il n'y a guère de chose avec des avantages sans inconvénients ou limitations. Voici donc quelques inconvénients du rivetage :

• Le rivetage est plus consommateur en temps et main-d'œuvre que le soudage. Il nécessite des travaux supplémentaires comme le traçage et le perçage des trous.
• Le coût de main-d'œuvre des joints rivetés est relativement élevé.
• Les joints soudés sont plus légers que les joints rivetés. C'est à cause des rivets et plaques de renfort utilisés.
• Le processus de rivetage génère plus de bruit que le soudage. Les coups de marteau produisent un bruit fort.
• Le rivetage ne garantit généralement pas un joint étanche et sans fuite.
• Les joints assemblés par rivets sont toujours plus lourds que ceux brasés ou soudés.

Matériaux utilisés pour les rivets

Il existe plusieurs matériaux métalliques pour fabriquer des rivets. Ils incluent l'acier, le cuivre, le laiton, l'aluminium, le cuivre, et l'acier inoxydable. Les concepteurs et fabricants choisissent ces différents matériaux pour satisfaire leurs besoins.

Avec ces vastes matériaux, les rivets ont maintenant des applications illimitées. Il est donc conseillé de sélectionner un matériau de rivet qui correspond aux propriétés des pièces que vous allez assembler.

Acier

Les aciers à faible teneur en carbone conviennent aux applications de rivets. Cela grâce à leur capacité à serrer ou s'adapter dans leur application. De plus, ils sont hautement flexibles et adaptatifs comparés aux rivets en acier à haute teneur en carbone rigides. Les rivets en acier à haute teneur en carbone nécessitent plus de matière alors que leur malléabilité diminue.

Acier inoxydable

Les rivets en acier inoxydable sont considérablement durs, résistants, et résistent à la détérioration. Ce sont les rivets pour locomotives, aéronefs, et industries de production d'énergie. Ces rivets inoxydables sont employés pour leur capacité à résister à la corrosion.

Aluminium

L'aluminium est un autre métal reconnu pour les rivets et fixations. Il est connu pour sa tendreté et son attribut léger. L'aluminium offre une forte résistance à la détérioration, et convient à plusieurs applications. De plus, l'aluminium est assez malléable ; il permet donc de créer facilement des configurations de pièces complexes.

Laiton

Le laiton est un matériau flexible, à faible frottement, et souple. Il a une résistance fascinante au ternissement et une résistance tout aussi élevée. Du fait de ses propriétés, le laiton ne crée pas d'étincelles. Ces attributs rendent les rivets en laiton les plus adaptés aux appareils à gaz.

Cuivre

Le cuivre est un matériau flexible, tant par son apparence que ses applications. Il a une capacité remarquable à conduire la chaleur et l'électricité. Le cuivre est un excellent conducteur d'électricité, faisant des rivets en cuivre les plus prisés pour les appareils aquatiques et électriques.

Différents types de rivets disponibles pour la fabrication

Il existe plusieurs types de rivets différents. Cependant, ils sont globalement divisés en les catégories suivantes.

Rivets pleins (Solid Rivets) : Les rivets les plus courants

Ce sont les types de rivets les plus courants. Ils sont simples, fiables, et les plus anciennes formes d'assemblage de matériaux. Ces outils simples consistent en un corps plein avec une tête d'un côté une fois poinçonné. La partie sans tête de l'autre côté se déforme à l'aide d'un pistolet à riveter ou marteau.

Les rivets pleins consistent seulement en corps et têtes, déformés par pistolet à riveter ou marteau. Ces types de rivets peuvent avoir soit une tête fraisée à 100 degrés, soit une tête ronde universelle. Les rivets pleins sont souvent utilisés quand la sécurité et la fiabilité sont critiques. Par exemple, une application typique est dans les pièces structurales d'avions.

Rivets aveugles (Blind Rivets) : Aussi appelés rivets pop

Les rivets aveugles sont aussi appelés rivets creux ou rivets pop. Ces rivets métalliques sont des fixations tubulaires avec un mandrin à travers leur centre. Les fabricants insèrent les rivets aveugles dans des trous percés dans les pièces destinées à l'assemblage.

L'extrémité aveugle du rivet s'évasé, causant la rupture du mandrin. Contrairement aux rivets pleins, on peut installer les rivets aveugles dans les joints depuis un seul côté de la pièce. Ainsi, ils sont « aveugles » de l'autre côté. Les rivets aveugles conviennent quand il est difficile de voir l'arrière d'un joint. Comme les autres rivets, c'est assez facile et rapide à appliquer. C'est le joint dominant dans l'aérospatial, l'électronique, et la construction navale.

Quelques rivets aveugles courants disponibles :

• Rivets à mandrin de traction (Pull-Mandrel Rivets) — rivets aveugles à double fraise spéciale offrant des serrages affleurants des deux côtés. Ici, la tête du mandrin ne se casse pas, fournissant une force de serrage constante. De plus, le serrage radial serré augmente la rigidité structurelle.
• Rivets filetés (Threaded Rivets) — aussi appelés écrous rivets aveugles ou inserts filetés. Les fabricants peuvent ancrer cette variante de rivets aveugles standards depuis un côté de la pièce installée. Il existe des rivets filetés standards et renforcés. Les options standards satisfont presque toutes les applications aveugles pour installation permanente. Cependant, les rivets renforcés ont des parois latérales et têtes renforcées. Ils sont utiles pour applications haute performance et plus exigeantes.
• Rivets à goupille d'entraînement (Drive-Pin Rivets) — ces rivets aveugles ont de courts mandrins saillants de leurs têtes. Une fois inséré dans un trou, son mandrin peut travailler avec un marteau ou autre matériau. Cela évasé l'extrémité du rivet à l'intérieur du trou. Les rivets à goupille d'entraînement sont plus populaires pour applications architecturales et esthétiques car ils ne nécessitent pas de perçage de trous. Attention : ils ont une force de serrage moindre que beaucoup d'autres types de rivets.

Rivets tubulaires (Tubular Rivets) : Avec une extrémité creuse

Ce sont des rivets partiellement creux avec de nombreuses configurations différentes. Le rivet tubulaire générique a une tête fabriquée d'un côté et une extrémité creuse de l'autre. L'extrémité creuse traverse toutes les pièces à assembler. Les fabricants forment souvent l'extrémité creuse à froid en une tête de champ.

Puisqu'un formage à froid extensif est nécessaire pour ces rivets, il est essentiel qu'ils soient très ductiles et en métaux de faible résistance. En résultat, les rivets tubulaires sont populaires dans les applications commerciales. Quelques types spécifiques de rivets tubulaires :

• Rivets tubulaires à compression (Compression Tubular Rivets) — ces rivets consistent en deux parties avec un ajustement par interférence pendant le processus de fixation. Leur usage commercial est dans les matériaux tendres et nécessite l'esthétique des deux côtés du composant.
• Rivets tubulaires complets (Full Tubular Rivets) — ils ont des trous plus profonds que leurs homologues. Ils sont aussi généralement plus faibles que les rivets semi-tubulaires. Cependant, ils peuvent facilement percer des matériaux tendres comme tissu et plastique.
• Rivets semi-tubulaires (Semi-Tubular Rivets) — ces rivets ont leur trou dans l'extrémité de champ. La profondeur du trou est généralement d'environ 1,12 du diamètre du corps. Ainsi, le rivet semi-tubulaire peut ressembler à un rivet plein lors du formage de la tête de champ.

Rivets fendus (Split Rivets) : Rivets pour réparations domestiques

Également appelés rivets bifurqués, les rivets fendus sont étroitement liés aux rivets auto-poinçonnants. Ce sont les meilleures options pour assembler des matériaux tendres comme cuir, plastique, et bois.

Les rivets fendus sont disponibles avec corps fendus ou sciés et s'appliquent aux réparations domestiques. Ils ont des pointes acérées qui leur permettent de percer eux-mêmes les trous dans les matériaux. Il n'est pas conseillé de les utiliser dans des applications extrêmes ou critiques.

Rivets affleurants (Flush Rivets) : Aussi appelés rivets fraisés

Les rivets affleurants, ou rivets fraisés, sont utilisés sur les surfaces externes pour assurer une bonne apparence et éliminer la traînée aérodynamique.

C'est dû à l'utilisation de trous et têtes fraisés. Pour la réduction de la traînée et de la turbulence (raisons aérodynamiques), les rivets affleurants sont fonctionnels sur l'extérieur des avions. Des opérations post-installation supplémentaires peuvent être nécessaires pour améliorer l'écoulement d'air.

Rivets auto-poinçonnants (Self-Piercing Rivets) : Grande résistance en colonne

Cette catégorie de rivets n'exige pas de percer ou poinçonner de trous avant utilisation. C'est parce que leur extrémité possède une mèche biseautée ou un poinçon chanfreiné pour percer les composants concernés. Les rivets auto-poinçonnants traversent la couche supérieure du matériau en laissant la couche inférieure à demi percée, formant un joint étanche au gaz ou à l'eau. Une matrice de déformation fait évaser la queue du rivet et s'imbriquer dans la tôle inférieure pour former un bouton bas de profil.

Rivets à verrouillage par friction (Friction Lock Rivets) : Similaires aux boulons expansifs

Ils sont faits en forme de calotte ou fraisés. Ces rivets à verrouillage par friction sont similaires aux boulons expansifs.

La différence est que leurs corps se cassent sous la surface quand il y a une tension suffisamment élevée. Un rivet à verrouillage par friction est une forme originale de rivets aveugles, couramment appliqué dans le domaine aérospatial pour réparations d'avions légers.

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À quoi servent les rivets ?

Le but principal des rivets est d'assurer un serrage ferme et fiable de deux ou plusieurs matériaux métalliques ou en bois. Ce faisant, vous obtenez un joint plus résistant qu'une vis du même diamètre.

Voici quelques utilisations des rivets :

Rivets dans les aéronefs

À l'origine, les projets d'usinage aéronautique doivent être faits de matériaux solides, durables et fiables. Malheureusement, tout peut s'effondrer si les opérateurs ne serrent pas bien ces matériaux solides et lourds. Le rivetage est donc essentiel à la construction aéronautique autant que le brasage, le soudage et le boulonnage.

Le but principal est d'avoir un alignement solide, et la combinaison la plus résistante de pièces jointes, et le rivetage est important pour y parvenir. Les rivets aident à assembler les alliages d'aluminium en raison de leur difficulté à être brasés. Le rivetage assure aussi propreté et résistance, créant de la place pour un poids plus léger dans l'aéronautique. En cas de réparation ou construction aéronautique, atteindre le bout lointain d'une structure serrée peut s'avérer difficile ou quasi impossible. Le rivetage est le seul remède dans cette situation.

Bijouterie

Les fabricants de bijoux professionnels et amateurs incluent le rivetage comme technique d'assemblage à froid dans leurs opérations. Les producteurs de bijoux peuvent facilement employer le rivetage pour réaliser des connexions à froid en utilisant quelques vidéos tutorielles, compétences de base en formage du métal, et outils courants. Le rivetage a rendu possible pour les fabricants de connecter des pièces métalliques en bijouterie sans nécessairement braser.

Assemblages

Le rivet est réputé pour son efficacité dans la construction. C'est un connecteur sophistiqué qui permet de connecter facilement différentes parties d'une machine et structure. Ce rivet facilite l'assemblage d'armoires, étagères en bois, casiers. L'utilisation de rivets comme assemblages peut connecter n'importe quels matériaux en bois.

Les rivets servent d'assemblage considérablement plus durable et fiable que les vis et agrafes. Par exemple, quand les rivets sont utilisés comme assemblages dans les meubles, ceux-ci sont voués à durer plus longtemps. Cela grâce aux rivets qui maintiennent le meuble en place dans le temps.

Construction domestique

Si vous jetez un bon coup d'œil à ce que vous avez chez vous, dedans et dehors. Vous tomberez probablement sur un ou deux rivets que vous n'aviez jamais remarqués. Le fait est qu'ils sont probablement présents dans votre environnement immédiat. Ces rivets s'appliquent aux toitures en fibre de verre. Donc si votre maison a ce type de toiture, les rivets aident à maintenir le verre ensemble.

De plus, les rivets sont des matériaux efficaces dans la construction de gouttières. Ils sont plus fiables que les clous pour fixer des tôles ensemble. Plus important, le rivetage aide à réaliser des structures comme stores de fenêtre, pare-vent, portes, et même sangles de suspension.

Conclusion

Les rivets sont un meilleur substitut aux vis, boulons et écrous. Ils prouvent être plus efficaces et fiables que tous les autres connecteurs. Aujourd'hui, différents types de rivets ont divers objectifs. C'est le résultat de la nature dynamique des machines et structures. Cependant, il faut choisir des rivets métalliques adaptés à vos applications pour obtenir les meilleurs résultats.

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FAQ

Qu'est-ce que le rivetage ?

En applications mécaniques, il y a des joints permanents et non permanents. Un exemple de joint permanent est le rivet. Les rivets utilisent la force mécanique sur les pièces pour les assembler de façon permanente. Le processus d'assemblage de ces pièces est le rivetage.

Quel est le rivet le plus résistant ?

Les rivets en acier inoxydable combinés avec mandrins en acier inoxydable ou acier sont les plus résistants. Cependant, les rivets en acier avec mandrins en acier sont aussi solides. C'est aussi le cas des rivets en aluminium avec mandrins en acier.

Quels sont les différents types de rivets ?

Il existe plusieurs types de rivets disponibles pour vos applications. Cependant, les rivets pleins, aveugles, tubulaires, fendus, affleurants, auto-poinçonnants, et à verrouillage par friction sont les plus courants.