Ce que vous devez savoir sur les rivets et les joints rivetés

Le rivetage est un procédé d'assemblage à froid permanent largement utilisé dans le monde de la fabrication. C'est la meilleure alternative et plus économique que les joints soudés et collés. Avant l'utilisation généralisée du soudage, le rivetage était la principale méthode d'assemblage utilisée dans la construction de ponts métalliques, de chaudières (joints serrés à joints serrés), de réservoirs à basse pression (nécessitant des joints serrés) et de grues de levage (joints solides ou anti-stress).

Aujourd'hui, nous allons examiner la définition, les applications, les composants, le diagramme, les types, les opérations et les outils utilisés pour le rivetage et les joints rivetés. Vous découvrirez également les avantages et les inconvénients des articulations.

Que sont les rivets ?

Les rivets sont des attaches non filetées généralement en acier ou en aluminium utilisées pour assembler des pièces de métal les unes aux autres. Ils comprennent une tête et une tige préformées, qui sont insérées dans le matériau ou les pièces à assembler. Les joints de rivet sont réalisés avec une broche à riveter et un pistolet, et l'opération s'appelle le rivetage. Bien qu'il existe des types de pistolet à riveter et de goupille, selon l'application.

Les rivets sont classés comme des attaches dont la deuxième tête est formée sur l'extrémité libre par une variété de moyens appelés sertissage. Voir une illustration d'un rivet conventionnel avant et après la pose dans la figure ci-dessous.

Comme mentionné précédemment, les rivets peuvent être fabriqués à partir de n'importe quel matériau ductile comme l'acier au carbone, l'aluminium et le laiton. Cependant, une variété de revêtements est effectuée pour améliorer la résistance à la corrosion. Une attention particulière doit être portée lors de la sélection du matériau et du revêtement pour éviter la possibilité de corrosion par action galvanique.

Notez qu'un rivet de taille donnée ne sera pas aussi solide que la fixation filetée équivalente.

Applications des joints rivetés

Vous trouverez ci-dessous les applications des joints à rivets :

Les joints rivetés sont des joints permanents utilisés principalement pour la fixation de tôles et de tôles laminées.

Ils sont utilisés dans les joints à recouvrement, à culée et à double plaque de recouvrement.

Ils peuvent encore être utilisés pour construire un pont métallique, des grues de levage, des chaudières et des réservoirs sous pression. Mais un autre processus d'adhésion peut mieux servir.

Les joints rivetés sont utilisés pour assembler des matériaux qui ne peuvent pas être soudés ou chauffés, tels que des pièces à paroi mince en tôle dans la construction aéronautique.

Il est utilisé dans la fabrication de carrosseries d'autobus et de trolleybus pour créer un joint fortement chargé

Essentiellement, les rivets sont largement utilisés pour assembler des composants dans les avions, les chaudières, les navires et les boîtes ainsi que d'autres enceintes.

Le rivet est largement utilisé car il est beaucoup moins cher à installer que les autres processus d'assemblage. L'avancement de la technologie a donné naissance à la riveteuse automatisée, capable d'installer plus d'un millier de rivets en une heure.

Types de rivets

Ci-dessous les différents types de rivets :

Rivets à tête de bouton :

Les types de rivets à tête ronde sont utilisés pour assembler des pièces où la projection de chaleur ne perturbe pas ou n'obstrue pas le fonctionnement de l'application. Ils conviennent aux joints fixes et fermés, en raison de l'effet de serrage serré qu'ils offrent.

Rivets à tête fraisée :

Les rivets à tête fraisée sont utilisés pour assembler des pièces dont les surfaces sont inégales en faisant saillie des têtes de rivets. Ils ne conviennent pas aux connexions fortement sollicitées. Leur tête effilée pénètre dans l'articulation, laissant apparaître leurs surfaces.

Rivets à tête fraisée ovale

Les types de rivets à tête fraisée sont utilisés pour joindre des pièces avec des surfaces rugueuses et inégales. Dans une telle application, l'exigence d'une surface de haute qualité est exclue, car une surface inégale sera obtenue.

Rivet de construction de chaudière :

Les rivets de construction de chaudières sont constitués de rivets à tête ronde à tige conique. Cela facilite l'accès précis aux trous de forage non alignés. Ce rivet est souvent utilisé dans la construction de chaudières et de récipients sous pression. Des connexions étroites et fixes sont obtenues lorsque les bords de la plaque et les têtes de rivet subissent un calfeutrage.

Rivets explosifs :

Les types de rivets explosifs sont utilisés dans les applications où le processus d'assemblage est accessible d'un côté. Il s'agit notamment de la fabrication d'avions de construction en métal léger. Les rivets sont allumés électriquement c'est la tige qui va exploser et l'élargir.

Rivet de ceinture :

Un rivet de ceinture est utilisé pour relier des matériaux souples comme le cuir, le feutre, le caoutchouc, etc.

Rivet creux ou rivet tubulaire :

Les types de rivets creux ou tubulaires sont utilisés lors de l'assemblage de matériaux délicats. Peu de force est nécessaire lors de l'opération, cela la rend moins fastidieuse.

Pin :

Les goupilles sont utilisées en mécanique de précision car leur extrémité saillante agit comme la tige d'un rivet.

Types de joints rivetés

Vous trouverez ci-dessous les types de joints rivetés en fonction de leurs classifications :

Les types de joints rivetés en fonction de la manière dont les plaques rivetées sont placées sont classés en deux :

Joint à recouvrement  :dans un joint à recouvrement, les plaques de travail se chevauchent, les rivets sont insérés dans la zone de chevauchement.

Joint bout à bout :les assemblages bout à bout sont des types de rivetage où les plaques à assembler sont maintenues alignées aboutées ou durcies sans se chevaucher. Une plaque externe est également utilisée pour couvrir un côté ou les deux côtés de la plaque principale, qui est également rivetée avec la plaque principale. Ce joint peut coûter cher, mais certaines applications l'exigent.

Types de joints rivetés en fonction du nombre de plaques de recouvrement utilisées. Les joints bout à bout sont ensuite divisés en deux ; joints bout à bout à sangle simple et joints bout à bout à double sangle.

Joints bout à bout à sangle unique :dans ce type de joint bout à bout, une seule plaque de recouvrement est placée sur la plaque principale.

Joint bout à bout à double sangle :deux plaques de recouvrement sont utilisées dans ce type, chacune de part et d'autre du joint.

Schéma d'un rivet :

Types de joints rivetés en fonction du nombre de rangées de rivets dans le joint :

Joint riveté simple :il n'y a qu'une seule rangée dans un joint à recouvrement. Un joint bout à bout peut également avoir une rangée de rivets sur chaque plaque.

Joint riveté double :dans les joints rivetés doubles, deux rangées de rivets sont utilisées dans un joint à recouvrement ou deux rangées de rivets sont utilisées dans chaque plaque principale de joints bout à bout.

Notez qu'il existe des joints rivetés triples et quadruples similaires à ceux expliqués ci-dessus.

Types de joints rivetés en fonction de la disposition des rangées adjacentes de rivets :

Joint riveté par chaîne  :dans ces types de joints, les rivets des rangées adjacentes sont opposés les uns aux autres (dans la même ligne transversale).

Joint riveté en zigzag  :dans les joints rivetés en zigzag, les rivets des rangées adjacentes ne sont pas disposés en chaîne.

Opérations de rivetage

Ci-dessous les opérations étape par étape effectuées lors du rivetage :

Serrage/perçage :

Le serrage et le perçage sont les premières opérations à effectuer lors de la réalisation des assemblages rivetés. Les plaques à assembler sont serrées les unes contre les autres aussi étroitement que possible pour éviter tout espace entre elles. Il est ensuite percé ensemble pour s'assurer qu'il n'y a pas de trous mal alignés. Mais s'il y en a, il doit être alésé par un alésoir structurel. Les trous de rivet doivent être percés avec un diamètre un peu plus grand de la tige du rivet.

Ébavurage/lamage :

Les prochaines opérations à considérer lors de la création de joints rivetés sont l'ébavurage ou le fraisage. Une fraise à chanfreiner est toujours utilisée pour débarrer les trous des rivets à l'aide d'une fraise à chanfreiner à 75°.

Insertion/réglage

C'est à ce moment que la goupille de rivet sera insérée dans le trou de forage des pièces. D'un coup de marteau ou de pistolet à riveter sur la riveteuse, les plaques sont pressées l'une contre l'autre tandis que la tête de sertissage se comprime contre la pièce.

Dérangeant :

Le refoulement est effectué en opération de rivetage par quelques coups de marteau avec précision dans la direction de l'axe longitudinal jusqu'à ce que le trou de forage soit rempli.

Préformage/tête :

Le préformage est un soufflage régulier ou des coups autour de la tête du rivet afin de créer une tête de bouton.

Titre :

Avec les types de rivets à tête fraisée, la tête du rivet peut être enfoncée immédiatement dans le fraisage par les opérations de tête.

Finition-formage de la tête de fermeture du bouton :

Avec suffisamment d'opérations de rivetage de préforme sur la tête de fermeture, la tête de rivet est finie par la tête de rivet.

Essentiellement, le rivetage à la main est effectué à froid, si le rivet en acier jusqu'à environ 8 mm de diamètre. Cependant, des rivets plus épais doivent être réalisés dans des conditions brûlantes. Les rivets en métaux non ferreux sont également travaillés à froid après avoir subi un processus de recuit.

Les matériaux deviennent durs et cassants sur tous les usinages à froid de l'acier ou des métaux non ferreux, surtout si les joints rivetés sont formés par de nombreux coups de marteau. En gardant ces matériaux aussi résistants et élastiques que possible, quelques coups bien ciblés seront employés lors de la création des joints.

Regardez la vidéo ci-dessous pour savoir comment les joints de rivet ou le rivetage sont effectués :

Outils de rivetage/rivetage

Voici les différents types d'outils utilisés pour les opérations de rivetage :

Marteau à riveter :

L'un des meilleurs outils de rivetage est le marteau. Les marteaux de serrurier sont ceux utilisés ici et pèsent entre 50 g et 200 g tandis que les marteaux à main pèsent entre 200 g et 400 g. les ingénieurs font également bon usage de ce marteau.

Poseuse de rivets :

Un poseur de rivets est utilisé pour fixer la tête de pose sur la pièce à usiner et également pour presser les plaques à riveter l'une vers l'autre. l'alésage de la tête est en matériau dur.

En-tête de rivet :

L'en-tête ressemble beaucoup au setter mais est utilisé dans un but différent. L'en-tête est utilisé pour former la finition de la tête de fermeture des types de rivets à tête ronde après qu'elle ait été préformée à l'aide d'un marteau. L'évidement de la tête est durci et poli, ce qui lui donne une belle apparence.

Support de rivet (support de compteur) :

Les supports de rivet sont des types spéciaux d'outils de rivetage qui reçoivent la tête fixe d'un rivet à tête ronde. Il est équipé d'un renfoncement de tête. Certains supports de rivets fixes sont disponibles pour le serrage dans un étau, et certains sont même conçus pour être ajustés.

Outils de serrage :

Les outils de rivetage de serrage sont également appelés griffes de serrage car ils sont utilisés pour presser les plaques ensemble à l'aide de leurs dents. Les goupilles de rivet sont réalisées lorsqu'un matériau rond est une pince.

Voici les outils de rivetage nécessaires lors de l'exécution de rivets à chaud :

• Le feu de Smith – il sert à chauffer les rivets.
• Pince à rivets – utilisé pour maintenir les rivets à chaud.
• Pince à riveter – sert à retirer les rivets du feu.

Le rivetage mécanisé a utilisé les équipements suivants :

• Riveteuse hydraulique
• Riveteuse pneumatique

Avantages et inconvénients des joints rivetés

Avantages

Vous trouverez ci-dessous les avantages d'un joint riveté dans leurs différentes applications :

• Le rivetage est une méthode d'assemblage peu coûteuse. Autrement dit, la production d'un rivet est bon marché.
• Les métaux ferreux et non ferreux peuvent être assemblés par rivetage
• Le rivetage peut être effectué sur des matériaux non métalliques comme le bois, le plastique, les feuilles d'amiante, etc.
• Des matériaux différents peuvent être assemblés avec des rivets, par ex. assembler une plaque d'aluminium avec une plaque de cuivre
• Il est possible de réaliser des joints quel que soit l'emplacement (vertical, aérien, etc.)
• Non dangereux car les gaz et les fumées ne sont pas produits comme lors du soudage.
• Le processus d'assemblage est écologique et convivial.
• Les joints rivetés fonctionnent bien et sont plus fiables dans les applications où le joint est soumis à des vibrations et à des forces d'impact.
• Bonne résistance à la fatigue et haute résistance au cisaillement.
• Il convient bien aux applications plus légères car les boulons et les vis peuvent être plus lourds.
• Les joints rivetés possèdent également une résistance élevée à la corrosion atmosphérique et chimique.
• L'effet thermique est minimal car il n'y a pas de fusion du métal et de chauffage et de refroidissement inégaux. Cela n'endommage que peu ou pas les revêtements protecteurs du matériau
• Contrairement à l'inspection des soudures, elle est plus facile à réaliser sur les joints rivetés.
• Le démontage du joint riveté cause moins de dommages par rapport au soudage ou à d'autres méthodes.

Inconvénients :

Malgré les avantages des assemblages rivetés, certaines limitations subsistent. ci-dessous les inconvénients des joints rivetés dans leurs différentes applications :

• Le rivetage demande plus de temps de travail que le soudage. En effet, des opérations supplémentaires telles que le perçage, le fraisage, etc. sont nécessaires.
• Le coût de la main-d'œuvre du rivetage est élevé.
• Les trous du joint peuvent affaiblir la section transversale des plaques.
• Concentration de contraintes au niveau des trous de rivet des plaques métalliques.
• Il a plus de poids que les joints soudés en raison du feuillard et des rivets.
• Le joint est plus volumineux que d'autres méthodes comme le soudage et le brasage.
• La projection des rivets affecte également l'aspect esthétique.
• En règle générale, les joints rivetés ne forment pas de joints étanches ou étanches uniquement si un rivetage à chaud est effectué ou un mastic avec le rivet, ce qui coûtera plus cher.
• L'opération est plus bruyante que le soudage en raison du bruit de souffle du marteau.

Conclusion

Parmi les processus d'assemblage actuels, le rivetage a tendance à être l'un des types les plus courants et les plus exécutés, car il convient bien à différentes applications. Dans cet article, nous avons examiné la définition, les applications, les fonctions, les composants, les schémas, les types, les opérations et les outils utilisés pour le rivetage et les joints rivetés. Nous avons également expliqué les avantages et les inconvénients des joints à rivets.

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