Guide complet des types de fixations pour applications industrielles

Nous allons examiner en détail les différents types de fixations utilisés dans l'industrie. Les fixations sont des dispositifs permettant de créer des assemblages solides dans diverses applications. La plupart permettent un démontage sans endommager les pièces assemblées, tandis que certaines créent des liaisons permanentes.

Types de fixations

Les fixations métalliques se divisent en deux catégories : liaisons permanentes et non permanentes. Les liaisons permanentes ne peuvent être démontées sans détruire la fixation, qui ne sera alors pas réutilisable. Les fixations non permanentes, elles, peuvent être retirées et réutilisées. Voici les principaux types et leurs fonctions.

Boulons

Boulons à carrosserie (Carriage bolts) — aussi appelés boulons de carrosse, ils possèdent une tête bombée ou fraisée. Une section carrée sous la tête s'enclenche dans le matériau, empêchant le boulon de tourner lors du serrage de l'écrou.

Boulons à tête hexagonale (Hex head bolts) — les plus courants, avec une tête hexagonale entraînée par une clé. Incluent : boulons à filetage total (hex tap bolts), vis à tête hexagonale (hex cap screw), vis à tête hexagonale réduite (trim head hex cap screws), boulons à bride hexagonale dentée (hex serrated flange bolts).

Vis de machine (Machine screws) — vis ou boulons à pointe plate, avec une variété de types d'empreintes et de têtes. Souvent utilisés dans des trous taraudés, avec écrous et rondelles. Aussi appelés boulons de poêle (stove bolts ou stovers).

Boulons à épaulement (Shoulder bolts) — aussi appelés boulons d'extraction (stripper bolts) ou vis à épaulement (shoulder screws). Ce sont des vis de machine avec un épaulement entre le filetage et la tête. La partie non filetée dépasse de la surface de l'application, servant d'axe ou de goujon pour pièces mobiles.

Vis à tête creuse (Socket cap screws) — disponibles en tête bombée (button socket), tête bombée à bride (button flange socket head), tête plate (flat socket) et tête creuse standard (socket cap). Le terme "socket head cap screw" désigne généralement un élément fileté dont le diamètre de tête est au moins 1,5 fois celui du corps.

Vis de pression creuses "Grub" (Socket set "Grub" screws) — entièrement filetées, sans tête. Entraînées par une clé Allen (hexagone intérieur).

Boulons à tête carrée (Squarehead bolts) — similaires aux vis à tête hexagonale mais à tête à 4 côtés. Permettent une meilleure prise de la clé et offrent une surface de serrage plus large qu'une tête hexagonale standard.

Vis

Vis pour terrasse (Deck screws) — installation facile dans le bois et les matériaux composites. Tête fraisée et empreinte carrée limitant le risque d'arrachement.

Vis à tête hexagonale pour bois (Hex lag screws) — aussi appelées boulons à bois (lag bolts). Tête à hexagone externe, entraînée à la clé. Utilisées pour l'assemblage de charpentes, fixation de machines sur planchers en bois et applications lourdes.

Vis autoforeuses (Self-drilling screws) — filetage tôle avec pointe de perçage intégrée pour traverser des métaux de 20 à 14 gauge.

Vis pour tôle (Sheet metal screws) — filets coupants aigus traversant tôles, plastiques ou bois. Corps entièrement fileté, parfois avec pointe entaillée pour l'évacuation des copeaux.

Vis à bois (Wood screws) — filetage partiel avec gros filets coupants et corps lisse. Conçues pour traverser la pièce supérieure et serrer solidement les éléments entre eux.

Écrous

Écrous borgnes (Cap nuts) — aussi appelés écrous glandés (acorn nuts) par leur forme. Sommet bombé protégeant le filetage externe.

Écrous à créneaux (Castle nuts) — utilisés avec goupilles fendues pour empêcher le desserrage. Également appelés écrous crénelés ou à fentes. Pour applications à faible couple (ex: maintien de roulement de roue).

Écrous de raccordement (Coupling nuts) — fixations filetées pour assembler deux filetages mâles, généralement tiges filetées. Entraînés par clé grâce à leur extérieur hexagonal.

Écrous à bride dentée (Flange serrated nuts) — bride large à une extrémité agissant comme rondelle intégrée fixe. La denture répartit la pression et crée un effet de freinage contre le desserrage.

Écrous hexagonaux standards (Hex finish nuts) — pour fixation sur boulon à tête hexagonale, vis à tête creuse ou boulon. Entraînés à la clé.

Écrous hexagonaux bas (Hex jam nuts) — pour blocage sans serrage sur un autre objet. Forme hexagonale, filetage interne, mais plus fins que les écrous standards.

Écrous hexagonaux épais (Heavy hex nuts) — plus lourds, épais et larges que les écrous hexagonaux normaux. Filetage interne hexagonal, utilisés avec boulons à tête hexagonale et boulons à carrosserie.

Écrous pour vis de machine (Hex machine nuts) — hexagonaux, filetage interne. Plus petits que les écrous bas ou standards, pour vis de machine sous 1/4" de diamètre.

Écrous machine petit modèle (Hex machine nuts small pattern) — hexagonaux, filetage interne, plus petits que les écrous bas ou standards.

Écrous Keps-K lock (Keps-K lock nuts) — aussi appelés écrous Keps, K-nuts ou écrous à rondelle. Rondelle frein libre intégrée, pour un assemblage plus pratique.

Écrous moletés à main (Knurled thumb nuts) — surface moletée au lieu d'hexagone, serrage manuel. Souvent utilisés pour finitions décoratives.

Écrous bas nylon (Nylon hex jam nuts) — écrous frein bas, hexagonaux, filetage interne avec insert nylon. Le nylon empêche le desserrage par vibration et le défilement.

Écrous frein à insert nylon (Nylon insert lock nuts) — hexagonaux, filetage interne avec insert nylon empêchant le desserrage par vibration et le défilement.

Écrous frein à couple prévalent (Prevailing torque lock nuts / Stover) — angles chanfreinés, sommet conique. La déformation des filets supérieurs résiste au desserrage par vibration. Également appelés écrous à sens unique (installation dans un seul sens). Souvent utilisés en haute température (pas d'insert nylon, tout métal).

Schéma des écrous :

Écrous à fentes (Slotted hex nuts) — partie évidée pour goupille fendue créant un verrouillage. Similaires aux écrous à créneaux mais profil plus bas, parfois préférables.

Écrous carrés (Square nuts) — quatre faces, sommet plat ou biseauté. Surface de contact plus grande, plus résistants au desserrage.

Écrous hexagonaux lourds structurels (Structural heavy hex nuts) — comparables aux écrous standards mais plus résistants et épais. Pour connexions acier-acier structurelles.

Écrous en T (T-nuts) — pour fixation bois, panneaux de particules ou composites avec surface affleurante. 3 ou 4 griffes pénétrant dans le matériau pour meilleure rétention.

Écrous de rupture ou cisaillement (Breakaway or shear nuts) — écrous coniques à prise hexagonale, conçus avec un point de rupture intentionnel : la tête hexagonale casse au couple maximal.

Écrous Tri-groove (Tri-groove nuts) — diamètre conique impossible à saisir avec clés ou pinces standards. Outil de serrage spécial requis, plus sécurisés qu'un écrou classique.

Écrous papillon (Wingnuts) — ailes de chaque côté pour serrage et desserrage manuels. Applications nécessitant des retraits fréquents.

Rondelles

Rondelles de rivet d'appui (Backup rivet washers) — augmentent le diamètre d'installation pour meilleure tenue du rivet. Empêchent l'arrachement des rivets.

Rondelles coniques Belleville (Belleville conical washers) — ajoutent de la tension à l'assemblage. Utilisées en série pour augmenter la charge et la déflexion. Considérées comme rondelles frein car elles absorbent les vibrations.

Rondelles de quai (Dock washers) — rondelles lourdes pour construction de quais et travaux lourds nécessitant des rondelles épaisses. Similaires aux rondelles à large embase mais avec alésage plus petit.

Rondelles à large embase (Fender washers) — rondelles rondes à petit alésage. Empêchent l'arrachement et offrent une plus grande surface d'appui sous la fixation.

Rondelles à large embase extra épaisses (Extra thick fender washers) — mêmes caractéristiques mais épaisseur supérieure. Empêchent l'arrachement et offrent une plus grande surface d'appui.

Rondelles de finition en coupe (Finishing cup washer) — forme de coupe pour loger la tête de vis. Créent une finition affleurante avec le sommet de la tête. Utilisées avec vis à bois.

Rondelles NAS (NAS washer) — rondelles rondes à diamètre interne et externe réduits. Applications militaires pour leurs spécifications dimensionnelles strictes.

Rondelles néoprène EPDM (Neoprene EPDM washer) — rondelles rondes légèrement biseautées avec garniture néoprène. Utilisées avec vis autoforeuses TEK à pointe aiguë pour étanchéité sur toitures ou bardages métalliques.

Rondelles structurelles (Structural washer) — épaisses et robustes, pour applications lourdes. Poutres en acier et assemblages de fixations sur poutres.

Schéma des rondelles :

Rondelles carrées (Square washer) — forme carrée, plate des deux côtés ou biseautée d'un côté. Utilisées avec boulons à tête carrée. Empêchent l'arrachement et offrent une surface de contact et une tenue supérieures aux rondelles plates rondes standard.

Rondelles plates (Flat washers) — diamètre externe rond, plaques minces avec trou central poinçonné pour boulon ou vis. Répartissent uniformément la charge des boulons, vis et écrous lors du serrage.

Rondelles plates extra épaisses (Extra thick flat washers) — plus épaisses que les rondelles plates standard. Diamètre externe rond, trou central poinçonné au diamètre du boulon ou de la vis.

Rondelles plates norme militaire (Military standard flat washers) — inspections approfondies (chimique, physique, dimensionnel). Doivent respecter des spécifications précises de diamètres interne et externe.

Rondelles plates série 900 (900 series flat washers) — rondes, plus fines que les standard, diamètres interne et externe plus petits.

Rondelles fendues (Split ring lock washers) — empêchent écrous, boulons et vis de se desserrer par vibration. Anneaux fendus en un point et pliés en forme hélicoïdale.

Rondelles frein à col haut (High collar lock washers) — conçues pour s'insérer sous tête de vis à tête creuse. Empêchent le desserrage par vibration. Anneaux fendus et pliés en hélice.

Rondelles à denture externe (External tooth lock washer) — verrouillage et tension. Rondelle ronde à dents externes pour tenue maximale. Nécessitent une fixation à diamètre de tête adéquat.

Rondelles à denture interne (Internal tooth lock washer) — rondelles rondes à dents internes, empêchent le desserrage de l'écrou ou de la tête de vis par l'action de structure des dents. Verrouillage et tension.

Rivets

Rivets pop (open end) — rivets aveugles (blind rivets), assemblent deux pièces rapidement et efficacement. Tubulaires, avec tête et mandrin.

Rivets pop à fond fermé (Closed-end pop rivets / sealed) — fond fermé créant une étanchéité, contrairement aux rivets pop standard.

Rivets pop à large bride (Large flange pop rivets) — rivets pop surdimensionnés avec bride plus large sur la tête. Aussi appelés rivets aveugles pour assemblage rapide de deux pièces.

Rivets pop fraisés (Countersunk pop rivets) — ou rivets pop plats. Assemblage facile, rapide, efficace. Tubulaires, tête et mandrin. Le mandrin se casse à la longueur lors de l'installation.

Rivets colorés (Colored rivets) — tête peinte (marron, noir, blanc). Couleur masquant le rivet pour aspect fini, ou couleur contrastante pour visibilité accrue.

Rivets multi-prise (Multi-grip rivets) — remplacent les rivets conventionnels quand l'épaisseur des matériaux varie. S'étendent à la taille requise (dans leur plage) et maintiennent l'assemblage.

Rivets structurels (Structural rivets) — assemblages plus résistants que les rivets pop inox standard. Force intense, outil spécifique requis.

Rivets tri-pli (Tri-fold rivets) — ou rivets explosifs. Trois entailles dans la tête qui se déplie vers l'extérieur en trois ailes distinctes à l'installation. Meilleure résistance et tenue que rivets pop standard.

Inserts

Goupilles cylindriques (Dowel pins) — cylindriques, bouts légèrement biseautés, fabriquées sur équipement pneumatique. Longueurs et diamètres pré-découpés. Nombreuses applications : aéronautique, renforcement d'assemblages, supports d'étagères, meubles, modélisme.

Inserts filetés Helicoil (Helicoil threaded inserts) — bobines de filetage de précision en forme de losange enroulées en spirale. Installées dans trous taraudés Helicoil. Offrent des filetages internes conventionnels 60° permanents. Diamètre plus grand avant installation.

Inserts filetés E-Z Lok (E-Z Lok threaded inserts) — perçage spécial requis, contrairement aux Helicoil. Pour métal avec outils standards. Inserts inox pour métal, laiton pour bois et matériaux tendres.

Clavettes (Keystock) — barres pleines rectangulaires. Souvent usinées en clavettes machine, servant de coin.

Tiges filetées (Threaded rod) — filetées sans tête, nombreux grades et matériaux. Fixation de tout : goujons d'ancrage, suspension d'équipements électriques ou de plomberie au plafond.

Tiges non filetées (Unthreaded rods) — ou barres rondes. Charpentes, arbres, entretoises, supports, axes.

Anneaux de retenue (Retaining rings)

Anneaux de retenue cintrés type E (Bowed-e retaining rings) — installation dans rainure sur arbre. Les clips exercent une force sur le matériau une fois encliquetés dans la rainure ou précontrainte sur pièces retenues pour compenser les tolérances cumulées.

Anneaux de retenue type E (e-style retaining rings) — style anneau de retenue radial. Appelés "e-rings" pour leurs trois griffes internes contactant le fond de la rainure. La rainure sur l'arbre crée un épaulement pour rétention efficace.

Anneaux de retenue externes pour arbre (External shaft retaining rings) — pour rainure sur arbre. Une partie dépasse de la rainure pour créer un épaulement maintenant l'assemblage une fois installé.

Anneaux de retenue internes pour alésage (Internal housing retaining rings) — pour rainure dans alésage ou corps. Une partie dépasse de la rainure pour créer un épaulement maintenant l'assemblage.

Ancrages pour béton (Concrete anchors)

Ancrages à coin pour acoustique (Acoustical wedge anchors) — ancrent et sécurisent fils suspendus sur maçonnerie pleine ou creuse. Insérés dans trou pré-percé, puis frappés au marteau.

Ancrages à expansion par insertion (Drop-in anchors) — ancrages à filetage interne, installés en surplomb et affleurants avec la surface du béton. Pour mains courantes, luminaires, etc.

Ancrages à double expansion (Double expansion shield anchors) — pour matériaux tendres ou de faible qualité. Toute leur longueur s'expande dans le trou pour tenue très sûre. L'expansion maximise le frottement et la tenue.

Ancrages à goujon frappé (Hammer drive pin anchors) — charges légères vs autres ancrages béton. Fixent accessoires sur maçonnerie. Marteau frappe la tête exposée du goujon, expandant la base dans la maçonnerie pour créer la tenue.

Ancrages Kaptoggle pour parois creuses (Kaptoggle hollow wall anchors) — installés à travers trou dans mur ou bloc. Tiennent solidement au mur via vis machine. Meilleure tenue que les types conventionnels.

Ancrages à expansion pour boulons à bois (Lag shield expansion anchors) — gaines d'expansion pour boulons à bois (lag screws). S'expandent vers l'extérieur lors du vissage. L'expansion presse contre la surface d'installation pour tenue serrée et sûre. Filetage interne précis pour vissage aisé du boulon.

Ancrages pour vis de machine (Machine screw anchors) — installés dans maçonnerie en trou pré-percé. Placés dans le trou, vis machine filetée dans l'ancrage et serrée. Partie conique tirée dans la gaine la déformant. Cette déformation crée un coin serré dans le trou, difficile à retirer.

Schéma des ancrages :

Vis à maçonnerie (Masonry screws) — ou Tapcons, taillent leur filetage dans béton, brique ou bloc à l'installation. Protection corrosion accrue par revêtement Blue Climaseal. Pas de repérage de trou ni d'insert requis.

Ancrages à bascule en plastique (Plastic toggle anchors) — pour murs creux ou blocs de cendre, créent point de fixation pour vis à tôle. Jambes se pliant pour entrer dans trou pré-percé, s'expandent quand la vis est vissée. Une fois jambes déployées, l'ancrage est solidement en place.

Vis Sammy (Sammy screws) — utilisées avec tiges filetées, gain de temps par perçage direct dans maçonnerie. Partie filetée femelle acceptant la tige filetée. Installation verticale ou horizontale. Populaires pour coût d'installation réduit, flexibilité et simplicité.

Ancrages à manchon (Sleeve anchors) — goujon fileté avec cône évasé vers l'extérieur, écrou et rondelle au bout. Le goujon est tiré dans le manchon d'expansion au serrage de l'écrou. Cela cale vers l'extérieur et verrouille l'ancrage dans le matériau de base.

Ancrages à ailettes pour parois creuses (Toggle wing hollow wall anchors) — installation à travers matériaux. Ailette pliée en deux et poussée à travers. Une fois passée, elle se déploie et une vis la maintient contre la face arrière du matériau.

Ancrages à coin (Wedge anchors) — ancrent et sécurisent matériaux et équipements sur surfaces en maçonnerie de béton plein. Composés d'ancrage, écrou et rondelle. Fixent béton sur équipements, matériaux, moteurs, tuyaux, profilés, plastiques, bois, générateurs.

Conclusion

Cet article a présenté les différents types de fixations : boulons, écrous, vis, rondelles, rivets, etc.

J'espère que ce guide vous a été utile. N'hésitez pas à le partager. Merci de votre lecture, à la prochaine !