Guide des types de rivets : Leurs matériaux et leurs applications

Le rivetage est une technique d'assemblage qui utilise un rivet (un type de fixation) pour assembler deux pièces. Cette technique est très répandue dans les secteurs de l'automobile, de l'aéronautique, du bâtiment, de la construction, etc. En effet, tous les types de rivets permettent d'assembler des pièces composées de matériaux différents et ne provoquent pas de contraintes thermiques.

Le choix d'un rivet pour votre projet dépend de la compréhension des différents types de rivets en fonction des structures, des fonctions et de la composition des matériaux. Cet article explique le fonctionnement des rivets, les types de rivets, la manière de calculer la taille des rivets, ainsi que les avantages et les inconvénients de l'utilisation des rivets.

Qu'est-ce qu'un rivet ?

Un rivet est un élément de fixation mécanique composé d'une tête (de différentes formes) et d'une tige cylindrique (qui peut être creuse ou non) utilisé pour assembler deux pièces. Il existe plusieurs types de rivets en fonction de leur conception, de leur forme et de leur taille, qui déterminent les applications prévues.

Le processus d'utilisation d'un rivet est connu sous le nom de rivetage et, contrairement à d'autres mécanismes d'assemblage tels que le soudage, le rivetage n'implique pas de chauffage. En outre, contrairement au mécanisme d'assemblage par collage, il est plus solide.

Comme il n'utilise pas de chaleur, vous pouvez utiliser tous les types de rivets pour les pièces minces et les matériaux sensibles aux contraintes thermiques. Ils ne génèrent pas non plus de zone affectée par la chaleur (HAZ) et constituent des éléments d'assemblage parfaits pour des matériaux différents.

Comment fonctionne un rivet ?

Le mécanisme d'assemblage de deux pièces dépend des types de rivets. En général, les rivets sont des composants à usage unique et pour les utiliser, il faut d'abord créer un trou dans les deux pièces. La première chose à faire est de créer un trou dans les deux pièces. Mais tous les rivets n'ont pas besoin d'un trou, par exemple les types de rivets autoperceurs.

La dimension du trou créé et d'autres facteurs tels que le matériau et la dimension de la pièce à usiner guident ensuite la sélection du rivet adéquat en termes de matériau et de dimension.

Ensuite, en insérant les rivets dans le trou et en les déformant à l'aide d'un pistolet à rivets ou d'un marteau, la queue s'étendra, créant une nouvelle tête (tête d'usine) et une queue déformée (bucktail). Pour les matériaux souples ou les trous surdimensionnés, envisagez d'utiliser une rondelle.

Comment calculer la taille des rivets ?

Le dimensionnement d'un rivet consiste à calculer son diamètre et sa longueur.

Calculer le diamètre du rivet

Sélectionnez la feuille la plus épaisse de la pile et mesurez-en l'épaisseur ;
Multiplier cette valeur par 3 et arrondir à l'unité supérieure ;
Comparez avec l'équivalent décimal et sélectionnez le rivet le plus proche ayant ce diamètre.

Par exemple,

Les tôles de 0,040 et 0,030 pouces s'empilent.
La feuille la plus épaisse est de 0,040 pouce.
3(0.040) = 0.120

• 1/32 = 0.03125
• 2/32 = 0.0625
• 3/32 = 0.09375
• 4/32 = 0.125

Par conséquent, le diamètre approprié du rivet est de 4/32, c'est-à-dire qu'il faut utiliser le rivet numéro 4.

Calculer la longueur du rivet

Mesurer l'épaisseur totale du matériau ;
Ajouter 1,5 fois le diamètre prédéterminé ;
Arrondir à la longueur de rivet la plus proche.

En reprenant l'exemple ci-dessus,

0.040 + 0.030 = 0.070
1.5(0.125) = 0.1875
0.1875 + 0.070 = 0.2575

• 1/16 = 0.0625
• 2/16 = 0.125
• 3/16 = 0.1875
• 4/16 = 0.25

Par conséquent, la taille correcte du rivet est de 4/16.

Types de rivets en fonction des matériaux

Les rivets sont également classés en fonction de la composition du matériau qui contribue aux propriétés telles que la durabilité, la résistance à la corrosion, la solidité, etc. et des applications des rivets. Voici les matériaux couramment utilisés pour fabriquer les différents types de rivets.

Rivets en acier

Les rivets en acier sont le type de rivets le plus courant en raison de leur solidité, de leur valeur esthétique, de leur durabilité et de leur résistance à l'usure. Ils conviennent aux applications lourdes et leurs propriétés mécaniques peuvent être améliorées par les fabricants qui les recouvrent de chrome ou de zinc.

Rivets en aluminium

Les rivets en aluminium sont solides (plus faibles que l'acier), légers et économiques. En outre, leur résistance élevée à la corrosion en fait des fixations idéales pour les pièces exposées à l'humidité, car ils forment une couche d'oxyde protectrice qui empêche la corrosion. Comme ils sont moins résistants que les rivets en acier, les rivières en aluminium conviennent aux travaux légers et aux pièces souples ou minces.

Rivets en laiton

Les rivets en laiton sont malléables, durables, résistants et conviennent à l'assemblage de pièces fonctionnant à basse température.

Rivets en cuivre

Les rivets en cuivre ont une grande valeur esthétique et se comportent très bien sous des contraintes extrêmes, sans se casser ni s'abîmer. En outre, ils sont résistants à la corrosion et s'appliquent aux matériaux souples.

Types de rivets en fonction des opérations

Il existe également différents types de rivets en fonction de leur structure qui influence leur fonctionnement. Cette section traite des différents types de rivets et de la manière dont leur conception influence leur fonctionnement.

1. Rivets pleins

Les rivets pleins ou rivets ronds sont les plus anciens types de rivets et sont réputés pour leur sécurité et leur fiabilité. Ils se caractérisent par une tige et une tête solides, la partie inférieure de la tige étant déformée à l'aide d'un pistolet à rivets.

Il existe quatre types de rivets pleins, décrits ci-dessous :

1.1 Rivets solides à tête plate

Ces types de rivets pleins ont une tête plate et une tige lisse. En raison du large diamètre de leur tête, ils peuvent être utilisés pour assembler des matériaux épais.

1.2 Rivets solides à tête ronde

Ces types de rivets pleins ont une tête en forme de champignon et une tige pleine. Les rivets pleins à tête ronde conviennent à l'assemblage de composants structurels et sont courants en raison de leur facilité d'utilisation.

1.3 Rivets solides à tête plate

Les types de rivets solides à tête en éventail ont une tête en forme d'éventail qui offre une plus grande surface. Ils s'adaptent bien aux structures lourdes sans causer de dommages.

1.4 Rivets massifs à tête fraisée

Elles ont une tête plate caractéristique mais un angle conique qui se rétrécit vers le manche. Ces caractéristiques contribuent à réduire la traînée globale et à créer une finition lisse et solide.

2. Rivets aveugles

Les rivets aveugles ou les rivets creux sont utilisés pour assembler des pièces dans des zones restreintes ou difficiles d'accès. Ils se composent d'un corps ou d'un axe de rivet et d'un mandrin qui se détache lors de l'installation lorsque le corps se dilate pour laisser un joint lisse et solide.

D'après leur nom, les rivets aveugles ne peuvent être installés qu'à partir d'une pièce, c'est-à-dire qu'ils sont aveugles pour l'autre côté. Ils se présentent sous différentes formes, décrites ci-dessous :

2.1 Rivets d'entraînement

Les rivets à goupille d'entraînement ont un mandrin court. Ils sont utiles pour les surfaces dures et les applications extérieures.

2.2 Rivets à décoller

La plupart des fabricants réservent les rivets pelables aux matériaux délicats tels que le caoutchouc, le plastique et le bois. Lors de l'installation, le corps se fend et s'étale pour maintenir fermement la pièce.

2.3 Rivets rainurés

Ces types de rivets sont dotés de rainures spéciales sur le corps du rivet qui augmentent la force de préhension. Un rivet rainuré peut fonctionner sans trou prépercé, car il s'insère de manière permanente dans les pièces.

3. Rivets tubulaires

Les rivets tubulaires sont des types de rivets semblables aux rivets pleins. Toutefois, ils présentent un trou peu profond à l'extrémité de la tige qui s'aplatit lorsque l'on applique une force. Dans certains cas, le fabricant fait passer le rivet à travers le matériau avant d'assembler la partie creuse avec une tête supplémentaire.

Il nécessite également un quart de la force d'installation d'un rivet plein. Le rivet tubulaire est utile dans les applications commerciales et son utilisation ne nécessite pas de compétences particulières. Il existe deux types principaux de rivets tubulaires.

3.1 Rivets semi-tubulaires

Le trou est situé à l'extrémité du champ et correspond généralement à 1,12 du diamètre de la tige. Ces types de rivets peuvent donner l'impression d'utiliser un rivet solide après déformation de la tête.

3.2 Rivets tubulaires pleins

Les rivets tubulaires pleins ont un trou plus profond que les rivets semi-tubulaires. Ils sont donc plus faibles que les autres, mais peuvent assembler des matériaux souples tels que le plastique.

4. Rivets affleurants

Les rivets affleurants sont des types de rivets dont la tête présente une dépression en forme de cône. Ils sont propres, esthétiques et réduisent l'incidence de la traînée aérodynamique ou des turbulences. Les rivets affleurants se trouvent principalement sur les surfaces métalliques externes des avions.

5. Rivets à friction

Les rivets à friction sont des types de rivets qui ressemblent à des boulons à expansion. Cependant, une tige s'étend sous la tige et se détache lorsque le frottement dépasse une certaine limite. Les rivets à friction étaient initialement classés dans la catégorie des rivets aveugles. Il existe deux types de rivets : à emboîtement et à traction.

6. Oscar Rivets

Les rivets Oscar nécessitent un accès complet aux deux côtés de la pièce. Il est livré avec trois fentes le long de la tige creuse, ce qui est idéal pour les réparations. La tige se déplie et s'insère dans les parois du trou lorsque le mandrin se détache. Les fentes empêchent le démontage et assurent la longévité.

7. Rivets autoperceurs

Les rivets autoperceurs sont des types de rivets dont la tige est munie de pointes acérées qui font des trous dans le matériau lorsqu'elles le traversent. Ils réduisent le temps de fabrication car ils ne nécessitent pas de trous déjà percés pour fonctionner. Ils sont solides et peuvent assembler plusieurs feuilles de métal.

Quels sont les avantages de l'utilisation des rivets ?

Les rivets présentent des avantages significatifs par rapport aux autres les types d'attaches. Ils sont solides et durables et améliorent le rendement de la production. Voici quelques avantages liés à l'utilisation des rivets.

Durabilité

En règle générale, les rivets métalliques sont des éléments d'assemblage durables. Toutefois, cela dépend de la composition du matériau. Les rivets en acier et en aluminium sont fiables et durables en raison de leur résistance et de leur insensibilité à la corrosion, à la pression et aux chocs.

Simplicité d'installation, d'inspection et d'entretien

Par rapport à d'autres méthodes d'assemblage, le rivetage est plus facile, car il ne faut que quelques secondes aux professionnels pour installer un rivet. En outre, l'inspection de la qualité est plus facile et les rivets ne nécessitent pas d'outils d'entretien spéciaux.

Augmentation de la production

Le rivetage augmente le rendement de la production. Ce procédé permet de produire un plus grand nombre de pièces par lot, à moindre coût et dans les meilleurs délais. Il permet de réduire les coûts de production et d'augmenter la productivité.

Flexibilité dans la conception

Les rivets sont disponibles dans une grande variété de tailles et de modèles afin de répondre aux besoins des différentes industries. Il est également possible de peindre ou de polir les rivets selon les besoins. En outre, ils sont fabriqués à partir de différents matériaux, ce qui permet d'offrir un plus grand choix.

Limites des rivets

Malgré leurs nombreux avantages, les différents types de rivets présentent certaines lacunes. Connaître les limites suivantes vous aidera à prendre des décisions éclairées avant de les utiliser.

Poids structurel plus élevé

Les rivets augmentent encore le poids d'une pièce. C'est un inconvénient pour les industries telles que l'aérospatiale ou l'automobile qui ont besoin de pièces légères pour améliorer le rendement énergétique.

Non étanche

La plupart des rivets métalliques ne sont pas étanches. Les fabricants doivent engager des dépenses supplémentaires pour assurer l'étanchéité du joint obtenu.

Plus de force de travail

Le processus de rivetage nécessite davantage de personnel. Certains chauffent les types de rivets et percent des trous. D'autres posent les rivets avant de les déformer.

Applications des rivets

Les fabricants de pièces de plusieurs industries utilisent différents types de rivets dans différents contextes. Vous trouverez ci-dessous les industries les plus courantes qui utilisent les rivets dans le développement de leurs produits.

Industrie aérospatiale

Outre les mécanismes d'assemblage tels que le soudage et le boulonnage, le rivetage joue un rôle important dans l'industrie aérospatiale. C'est la meilleure option pour assembler des pièces dissemblables ou des pièces qui ne supportent pas les contraintes thermiques. Les industrie aérospatiale utilise des pièces en aluminium qui sont difficiles à souder, d'où la popularité des rivets pour créer des joints solides.

Industrie automobile

Le rivetage est courant dans les l'industrie automobile parce que l'industrie utilise des matériaux différents. Les types de rivets sont utilisés pour assembler des composants automobiles tels que les systèmes d'échappement, les charnières de porte, les châssis, les haut-parleurs, les passages de roue et les tableaux de bord.

Marine

L'industrie maritime utilise des pièces composées de matériaux différents, ce qui fait du rivetage une méthode d'assemblage courante dans ce secteur. Les types de rivets permettent d'assembler solidement les coques de bateaux et d'autres pièces de navires.

Bijoux

Le rivetage est une technique de liaison froide courante dans l'industrie de la bijouterie. Il permet de créer des boucles d'oreilles et des tours de cou solides et robustes. Outre leur fonction de fixation, les rivets augmentent la créativité. Ils embellissent les bijoux sans soudure ni chaleur.

Différences entre le rivetage et le soudage

Le rivetage et le soudage sont des techniques d'assemblage courantes dans l'industrie manufacturière. Bien qu'elles servent le même objectif, elles diffèrent à bien des égards. Voici quelques différences entre le soudage et le rivetage.

Compatibilité des matériaux

Le rivetage est compatible avec de nombreux matériaux et permet d'assembler des matériaux dissemblables. En revanche, le soudage tient compte du point de fusion des métaux en question. Par conséquent, il peut s'avérer difficile de souder des métaux dont le point de fusion est très différent.

Rapport coût-efficacité

Le processus de rivetage est plus coûteux que le soudage. Il comprend le coût de fabrication des rivets, l'installation de l'équipement et la main-d'œuvre. Les outils de soudage et usinage delrins sont moins coûteux et faciles à utiliser.

Vitesse

En termes de rapidité, le soudage a un avantage sur le rivetage. Le soudage ne comporte pas d'étapes multiples. Il est possible de produire en continu sans arrêts inutiles. Toutefois, des pièces plus épaisses et plus lourdes peuvent réduire la vitesse de soudage.

La force

Les joints soudés sont solides en raison de l'apport de chaleur. Lorsque les métaux fondus fusionnent et refroidissent, le joint résultant est aussi résistant, voire plus résistant, que les métaux de base. En revanche, la résistance d'un assemblage riveté peut être compromise lorsque la charge augmente.

Sécurité

Le rivetage et le soudage sont tous deux des procédés sûrs si l'on respecte les règles de sécurité. Toutefois, les types de rivets sont plus sûrs. Bien que le soudage soit automatisé, l'utilisation de la chaleur est un inconvénient. L'exposition continue aux fumées toxiques et aux radiations peut entraîner des dommages irréversibles pour la santé.

Esthétique

Les joints soudés sont lisses et se situent au même niveau que les métaux de base. Ils peuvent passer inaperçus de loin. En revanche, les rivets sont plus évidents et font souvent saillie. Cette protubérance peut diminuer l'attrait esthétique de la pièce finale.

Applications

Le soudage est utilisé pour les projets de construction, la réparation de pièces et la fabrication de pièces dans les secteurs de la défense et de l'électricité. En revanche, le rivetage est utilisé dans les domaines suivants la construction navale, les réservoirs de stockage et l'industrie aéronautique.

Conclusion

Les rivets sont des éléments d'assemblage populaires dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile, du bâtiment et de la construction parce qu'ils ne font pas appel à la chaleur et qu'ils permettent d'assembler des pièces composées de matériaux différents. Quelle est la signification des rivets et comment fonctionnent-ils ? Nous espérons que cet article a répondu à toutes vos questions sur les rivets. N'hésitez pas à nous contacter pour toute question supplémentaire.

FAQ

Quelles sont les précautions à prendre lors du rivetage ?

Lors du rivetage, portez toujours des EPI et utilisez un dispositif de serrage pour les grandes pièces.

Quel est le diamètre normal d'un rivet ?

Le diamètre normal d'un rivet est de 3,175 mm.

Comment choisir le bon rivet ?

Pour choisir les bons rivets, vous devez tenir compte de la plage de serrage du rivet, du diamètre du trou pré-percé, de la conception de la tête du rivet et de la composition du matériau.