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Créer un assemblage solide et fiable avec le rivetage auto-perçant Atlas Copco

Techniques permettant de repérer les erreurs et de réaliser à coup sûr des assemblages de qualité avec des rivets auto-perçants.

Vous devez savoir que vos rivets auto-perçants sont insérés correctement. Vous pouvez inspecter visuellement la tête du rivet qui doit indiquer que vous disposez d'une jonction solide, même si ce n'est qu'un élément parmi d'autres.

Éléments d'un assemblage solide et fiable

Le rivetage auto-perçant est un processus de fixation en une action et sur deux côtés, utilisant l'insertion par pression d'un rivet semi-tubulaire ou tubulaire, conçu spécifiquement pour l'assemblage en question. La conception du rivet et la matrice utilisée, ainsi que le matériau des tôles à riveter déterminent la solidité et la résistance à la corrosion de l'assemblage réalisé.

Pour utiliser le rivetage auto-perçant comme méthode d'assemblage, certaines règles de base doivent être respectées lors de la conception :
•    Un matériau ductile doit se trouver à la base ;
•    Rapport finesse-épaisseur : la tôle inférieure doit représenter au moins 33 % de l'épaisseur totale de l'assemblage.

Evaluation des assemblages réalisés par rivetage auto-perçant

La mesure de certaines variables facilement identifiables permet de créer un enregistrement à l'étape de l'évaluation qui peut ensuite être utilisé pour comparer la qualité au cours de l'opération.

Un contrôle externe non destructif peut fournir de bonnes indications pour déterminer si l'assemblage respecte les spécifications définies. Des modifications, par exemple au niveau de la forme du bouton ou du niveau d'affleurement de la tête, sont des signes fiables de modification du procédé.

La coupe d'un assemblage à l'étape d'évaluation donne des informations importantes sur les caractéristiques de l'assemblage. Il indique sa solidité, sa résistance à la corrosion et la stabilité future du procédé.

Appareil de mesure d'affleurement

Appareil de mesure de l'affleurement de la hauteur de la tête

La principale méthode non destructive au cours du procédé consiste à contrôler l'affleurement de la tête. Comme il s'agit d'un contrôle manuel, un appareil de mesure de l'affleurement peut être utilisé pour effectuer des mesures à des intervalles définis.

Lorsqu'un assemblage est conçu correctement, les variations de l'affleurement de la tête indiquent une modification du procédé de fixation et des défauts peuvent apparaître au niveau de la solidité et de la résistance à la corrosion de l'assemblage.

A l'étape de conception, un assemblage présentera un affleurement nominal de la tête indiquant que la tête du rivet peut se trouver légèrement au-dessus de la surface de la tôle supérieure. Ceci est acceptable à condition que le contact entre la partie sous tête du rivet et la tôle soit correct. Les critères de vérification doivent être définis aux mesures appropriées à ce stade. L'appareil de mesure d'affleurement sert d'outil de comparaison uniquement, il détecte tout écart par rapport à la conception autorisée.

Surveillance de processus

Surveillance de procédé lors du rivetage auto-perçant

La surveillance du procédé permet de contrôler en temps réel qu'aucun écart ne se produit au niveau du procédé par rapport à la conception initiale. La surveillance du procédé par ordinateur peut également enregistrer les détails et les tendances ayant entraîné les précédents échecs au cours de la production.

La surveillance du procédé utilise le retour d'informations pendant l'insertion afin de suivre le procédé durant son déroulement. Le système intègre les caractéristiques d'un assemblage correct au cours de l'évaluation, puis il utilise ces données pour effectuer une comparaison à l'étape de vérification. Il procède ainsi en utilisant des limites qui s'appliquent à une courbe. Chaque assemblage produit sa propre courbe qui est superposée à la courbe de base. Si elle dépasse les limites définies, elle est signalée.

Essai de traction

Essai de traction

La meilleure solution pour évaluer la solidité d'un assemblage consiste à effectuer un essai de traction sur l'assemblage en question. Il est recommandé d'utiliser les mêmes matériaux que les composants de l'application, si possible, pour éviter tout résultat erroné.

Les essais de traction les plus représentatifs consistent à appliquer une tension par cisaillement et par écaillage sur un rivet simple à l'endroit où la tôle inférieure est retirée des autres tôles. En comparant l'intégrité des assemblages rivetés, les résultats les plus pertinents à prendre en compte sont la force maximale F-max et l'absorption d'énergie lors du cisaillement, puisqu'il s'agit de la charge la plus fréquente, et lors de l'écaillage, puisqu'il s'agit de la pire situation de charge que peut endurer un rivet. Ils mettent en avant les faiblesses de l'assemblage.

L'essai de traction entraîne la destruction de l'assemblage riveté. En examinant les débris de l'échantillon, le mode de défaillance de l'assemblage peut être déterminé. Les principaux modes de défaillance d'un assemblage détruit lors de l'essai sont les suivants :

  • La tige du rivet s'arrache de la tôle inférieure : cela se produit principalement avec les assemblages comprenant plusieurs tôles ou lorsque la tôle inférieure est similaire aux tôles supérieures ou plus fine que celles-ci, ou bien lorsque le rivet est trop petit en raison de la rationalisation du procédé sur de nombreux assemblages.

  • La tête du rivet est en saillie sur la tôle supérieure : il s'agit du mode de défaillance par excellence. Dans ce cas, l'assemblage présente une solidité maximale sans augmenter le diamètre de la tête du rivet. Ce mode se retrouve principalement avec les assemblages de 2 tôles, lorsque la tôle supérieure est beaucoup plus fine.

Coupe transversale

Évaluation de la coupe transversale

L'examen macroscopique de coupes transversales réalisées sur des assemblages est la seule méthode permettant d'évaluer directement les défauts sous la surface et les caractéristiques interfaciales d'un assemblage effectué mécaniquement. Une fois qu'un assemblage est réalisé avec des rivets auto-perçants, il est important de vérifier que, durant la production, l'outil de pose de rivets et les matériaux à riveter se comportent tel que défini initialement. Pour ce faire, l'assemblage de base doit être mesuré afin de relever les paramètres clés et disposer d'un certain nombre de chiffres qui seront utilisés lors de la comparaison aux rivets produits. Ces paramètres sont les suivants :

  • K : affleurement de la tête sur la tôle supérieure
  • i : verrouillage dans la tôle inférieure
  • t-min : matériau minimum restant de la tôle inférieure
Une tolérance à ces paramètres mesurés peut être ajoutée si les essais montrent qu'un assemblage fiable autorise un léger écart. Par exemple, si un assemblage est conçu avec un verrouillage de 0,4 mm, mais qu'il dispose de suffisamment de marge pour être efficace à seulement 75 % de sa résistance, alors un essai devrait confirmer une tolérance inférieure à 0,3 mm. Il est important pour l'assemblage d'être coupé en son centre pour obtenir des mesures de « i » et de « t-min » précises. Cela peut être prouvé en mesurant la largeur de la tête et en la comparant au diamètre connu de la tête du rivet à vérifier.

L'assemblage idéal pour votre application

Il est important de vous assurer que l'assemblage approprié est conçu pour votre application. N'hésitez pas à faire appel à nos services pour le développement de votre projet pour en garantir le succès.