Comprendre la mécanique des écrous à rivets aveugles

Écrous à rivets aveugles , souvent appelés simplement « rivnuts » ou inserts filetés, résolvent un défi d'ingénierie spécifique : créer des filetages solides et réutilisables dans des matériaux trop fins pour être taraudés. Contrairement aux rivets standard qui joignent de manière permanente deux pièces, un écrou à rivet s'ancre dans une seule feuille, fournissant ainsi un point de montage pour les boulons ou les vis. Cela les rend indispensables dans la restauration automobile, l'aérospatiale et la fabrication sur mesure où l'accès par l'arrière est impossible.

Le mécanisme repose sur la compression. Lorsque l'écrou à rivets est enfilé sur l'outil de pose et inséré dans un trou pré-percé, l'outil tire les filetages vers l'arrière. Cette action fait gonfler la partie non filetée de la tige, connue sous le nom de chambre d'effondrement, vers l'extérieur du côté aveugle du matériau. Ce renflement serre fermement la tôle contre la tête de la fixation, la bloquant en place. Comprendre ce processus de déformation est essentiel car si la force de traction est trop faible, l'écrou tourne ; s'il est trop fort, les fils se défont.

Sélection du profil de corps et du style de tête corrects

Choisir la bonne forme est la première étape pour éviter les échecs. Le profil du corps dicte la résistance de la fixation au « spin-out », le mode de défaillance le plus courant dans lequel l'écrou tourne dans le trou lorsqu'un boulon est serré. Bien que les corps ronds soient les plus courants en raison de leur facilité d'installation (nécessitant seulement un foret standard), ils offrent le moins de résistance au couple.

Corps hexagonaux ou ronds

Pour les applications à couple élevé, les écrous à rivets à corps hexagonal sont supérieurs. Ils nécessitent un trou de forme hexagonale, généralement formé par une découpeuse laser ou un poinçon spécialisé, mais ils se verrouillent mécaniquement dans le matériau, rendant la sortie presque impossible. Si vous êtes limité au perçage de trous ronds mais avez besoin d'une résistance au couple plus élevée, recherchez des corps ronds « cannelés » ou « moletés ». Ceux-ci comportent des crêtes verticales sur la tige qui mordent dans le matériau hôte pour augmenter la friction.

Considérations sur le profil de la tête

Le style de tête affecte la netteté finale de votre assemblage. Un Tête plate offre la plus grande surface sur la face avant, offrant une résistance élevée à l'expulsion, mais il est fier de la surface. Un Tête fraisée permet à la fixation d'affleurer le matériau mais nécessite de fraiser le trou, ce qui est difficile dans une tôle très fine. Un Tête réduite ou à profil bas est une option hybride, offrant un ajustement presque affleurant sans avoir besoin de fraisage, bien qu'elle offre une résistance structurelle légèrement inférieure à celle d'une grande tête plate.

Compatibilité des matériaux et corrosion galvanique

L’un des aspects les plus négligés de l’installation des écrous à rivets est la corrosion galvanique. Cela se produit lorsque deux métaux différents sont en contact en présence d’un électrolyte (comme l’humidité), provoquant une corrosion rapide de l’un d’eux. Par exemple, l'installation d'un écrou à riveter en aluminium dans un panneau en acier peut conduire l'écrou à se transformer en poudre blanche au fil du temps, provoquant une défaillance structurelle.

• Écrous à rivets en acier : Idéal pour une utilisation générale dans les panneaux en acier. Ils sont solides et durables mais nécessitent un placage (généralement du zinc) pour résister à la rouille.
• Écrous à rivets en aluminium : Léger et facile à installer grâce aux exigences de force de déformation réduites. Idéal pour les panneaux en plastique, en fibre de verre ou en aluminium, mais les fils sont plus faciles à dénuder.
• Écrous à rivets en acier inoxydable : Le choix ultime en matière de résistance à la corrosion et de solidité. Cependant, ils sont plus difficiles à installer, nécessitent un outil robuste et sont sujets au grippage s'ils sont installés sans lubrification.

L’importance cruciale de la plage de préhension

Contrairement à un écrou et un boulon standard, un écrou à sertir aveugle a une « plage de serrage » spécifique : l'épaisseur minimale et maximale du matériau qu'il peut serrer efficacement. Si vous essayez d'installer un écrou à riveter avec une plage de serrage de 0,5 mm à 3,0 mm dans une plaque de 4,0 mm d'épaisseur, la chambre d'effondrement ne se dilatera pas complètement, ce qui entraînera un ajustement lâche. A l’inverse, l’utilisation d’un écrou à riveter conçu pour les matériaux épais sur une tôle fine empêchera la tête de s’asseoir correctement.

Mesurez toujours l’épaisseur totale du matériau dans lequel vous installez, y compris la peinture ou les revêtements. Les fabricants tamponnent ou codent par couleur leurs attaches pour indiquer la plage de préhension. Si vous travaillez avec des épaisseurs variables, pensez aux écrous à rivets « multigrip », qui comportent des zones d'effondrement variables pour s'adapter à une plus large gamme de calibres.

Dépannage de l'installation : prévention des spin-out

Le spin-out est le scénario cauchemardesque pour tout installateur. Une fois qu'un écrou à rivet tourne, le retrait du boulon devient extrêmement difficile, nécessitant souvent de meuler la tête du boulon. La prévention dépend entièrement de la préparation du trou et de la force de réglage appropriée.

Le trou doit avoir le diamètre exact spécifié par le fabricant. Si les spécifications nécessitent un trou de 9 mm, un foret de 3/8" (soit environ 9,5 mm) entraînera un ajustement bâclé et une défaillance inévitable. Utilisez des forets métriques pour les écrous à rivets métriques. De plus, assurez-vous que le trou est ébavuré. Des bavures peuvent rester sous la tête de l'écrou à riveter, l'empêchant de rester à plat et réduisant la friction nécessaire pour maintenir la fixation stationnaire.

Si vous êtes obligé d'utiliser un écrou à riveter rond dans une application critique, vous pouvez augmenter la sécurité en appliquant un composé de retenue (tel que du Loctite 680) à l'extérieur du corps de l'écrou à riveter avant l'insertion. Laissez-le durcir complètement avant d'installer le boulon. Cela ajoute une liaison chimique pour compléter le frottement mécanique.