La technologie du boulon sertie s'est imposée comme une solution de fixation de premier plan dans la construction métallique. Ce document explore les mérites techniques des boulons sertis, en soulignant leurs performances supérieures à celles des assemblages boulonnés traditionnels.

1. Élimination de la dispersion avant charge : Relever les défis du contrôle du couple

La méthode la plus courante est celle du serrage à couple contrôlé. En raison du peu d'efforts qu'elle implique, cette méthode est très économique, mais elle présente des inconvénients importants, notamment en ce qui concerne la précharge réalisable. Cette incohérence provient de deux sources principales :

• Variabilité du frottement : Le coefficient de frottement entre les filets et la surface d'appui de l'écrou/du boulon et de la rondelle peut varier en raison de facteurs tels que la lubrification, l'état de surface, la poussière, la chaleur, l'humidité, une fabrication incohérente et d'autres éléments invisibles. Cette variabilité a un impact direct sur la précharge obtenue.
• Erreur humaine : L'application du couple par des installateurs humains peut introduire des incohérences, ce qui affecte finalement la précharge finale.

Les boulons sertis ne sont pas soumis à la force de torsion qu'une clé dynamométrique applique à un boulon conventionnel et ils relèvent ce défi en employant un processus de pré-tension contrôlé:

• Pré-tension : Les boulons sertis Huck sont installés par tension directe et sertissage. L'outil d'installation Huck saisit la queue d'un boulon de verrouillage et tire pour fermer les espaces dans les matériaux à assembler. À l'intérieur du nez, une enclume en acier trempé de forme conique est ensuite poussée vers le bas de la bague pour presser progressivement, ou rétreindre, le matériau de la bague dans les rainures, réduisant ainsi le diamètre de la bague et augmentant sa longueur. Cette force étire la goupille pour créer un serrage constant. Cela élimine l'influence de la friction et de l'erreur humaine sur la précharge.
• Vérification de la précharge : Le processus d'installation correct peut être vérifié par la suite visuellement par des bosses de sertissage déformées sur la bague et la bride ou à l'aide de jauges à anneau. Si la bague a été déformé correctement, la précharge totale a été introduite dans la connexion, ce qui garantit des performances constantes pour tous les boulons sertis installés.

Considérations formelles :

• Étalonnage et entretien de l'équipement de précontrainte : Pour le serrage à couple contrôlé, les appareils utilisés doivent avoir une précision de ±4% selon la norme EN ISO 6789. Le contrôle (étalonnage) doit être effectué au moins une fois par an, mais aussi en cas d'incidents survenant pendant l'utilisation (choc important, chute, surcharge, etc.) et affectant le dispositif de serrage. Un tel contrôle n'est pas requis pour les boulons sertis, mais des contrôles réguliers au début et à la fin d'un poste de travail et lors d'un changement d'opérateur sont recommandés pour garantir une installation correcte.
• Propriétés du matériau de la tige : L'acier choisi pour la tige doit présenter un comportement élastique cohérent pendant la précontrainte afin d'obtenir des valeurs de précharge fiables. Pour les connexions précontraintes, les boulons doivent avoir un degré de résistance de 8.8 ou 10.9 conformément à la norme ISO 898-1.

2. Résistance accrue aux vibrations : Une analyse mécaniste

Les contre-écrous excellent dans les environnements sujets à des vibrations importantes, y compris dans les zones sismiques. Cette performance supérieure peut être attribuée à deux aspects clés de leur conception et de leur installation :

• Mécanisme de verrouillage positif : contrairement aux boulons filetés qui reposent uniquement sur les forces de frottement, les boulons sertis utilisent une tige et une bague complémentaire.  Les boulons à encoches sont installés par tension directe et sertissage, de sorte qu'il n'y a pas d'espace entre la bague et le filetage du boulon - une source fréquente de desserrage dans les écrous et les boulons conventionnels.
• Force de serrage élevée et constante : Le processus d'installation assure un contrôle précis de la force de serrage entre les boulons et les écrous. Cette force de serrage élevée et constante minimise tout mouvement potentiel à l'intérieur de l'assemblage, ce qui améliore encore la résistance aux vibrations.

Considérations formelles :

• Sélection du matériau de la tige : La tige est généralement fabriquée en acier à haute résistance. Cela permet de s'assurer que la tige peut résister à la force de pré-tension et maintenir le verrouillage dans des scénarios de charge dynamique.
• Optimisation de la conception de la bague :  Grâce à la bride intégrée à la bague et au processus de serrage sans torsion, les rondelles ne sont plus nécessaires de part et d'autre du boulon de verrouillage, de sorte qu'il y a moins de lignes de séparation qui favorisent le tassement et la perte de précontrainte qui en découle.

3. Efficacité de l'installation : Rationalisation du processus de construction

Les Lockbolts offrent des avantages significatifs en termes de rapidité et de facilité d'installation par rapport aux connexions boulonnées conventionnelles :

• Procédure d'installation simplifiée : Le processus d'installation d'un boulon sertis consiste à insérer la tige, à assembler la bague et à appliquer une tension par l'intermédiaire de l'outil Huck. Un boulon sertis s'installe souvent en moins de 2 secondes. Cette approche simple nécessite une formation minimale par rapport aux méthodes à contrôle de couple.
• Inspection visuelle : Contrairement aux méthodes à contrôle de couple où l'inspection visuelle n'est pas possible, les installations de boulons sertis s'appuient sur une simple inspection visuelle pour confirmer le sertissage correct par une inspection visuelle rapide de la bague. Il n'est donc pas nécessaire d'effectuer des mesures complexes, de resserrer les boulons ou d'utiliser des équipements supplémentaires.

Considérations formelles :

• Exigences en matière de trous de dégagement : Les trous percés pour les boulons d'arrêt doivent avoir un diamètre légèrement supérieur au diamètre nominal du boulon afin de permettre le mouvement de la goupille pendant l'installation. Les exigences spécifiques relatives à la taille des trous sont définies dans les spécifications du fabricant et dans les normes industrielles pertinentes.
• Formation de l'installateur : Bien que l'installation de base soit simple, une formation adéquate permet de s'assurer que les installateurs comprennent l'importance d'assurer un sertissage complet de la bague et les problèmes potentiels tels que des tiges ou des bagues endommagés.

4. Agréments et certifications : Construire la confiance

Les contre-écrous sont une solution de fixation largement acceptée, soutenue par des essais et des certifications rigoureux :

• Caractérisation des matériaux : L'acier utilisé pour les composants des verrous est soumis à des essais rigoureux pour s'assurer qu'il répond aux propriétés mécaniques requises en matière de solidité, de ductilité et de résistance à la fatigue. Ces tests sont souvent exigés par des organismes d'homologation tels que le DIBt (Office allemand de la construction).
• Évaluation des performances : Les boulons sertis ont été soumis à divers essais pour évaluer leurs performances sous des charges statiques et dynamiques. Ces tests comprennent des essais de traction, de cisaillement, de charge de glissement et de fluage, ainsi que des essais de fatigue pour évaluer les conditions réelles.
• Mise en œuvre de systèmes de gestion de la qualité : Les fabricants de verrous mettent généralement en œuvre des systèmes de gestion de la qualité afin de garantir une qualité de production constante et le respect des normes en vigueur.

Conclusion :

La technologie du boulon serti offre une solution de fixation techniquement supérieure pour les applications de construction métallique. Les Lockbolts répondent aux limites des méthodes de serrage à couple contrôlé en éliminant la dispersion de la précharge causée par la variabilité du frottement et l'erreur humaine.

Leur mécanisme de verrouillage positif et leur force de serrage élevée offrent une résistance supérieure aux vibrations, ce qui en fait la solution idéale pour les zones sismiques. L'installation des boulons sertis offre des avantages significatifs en termes de rapidité et de facilité grâce à un processus simple et à des méthodes d'inspection visuelle.

Enfin, les boulons sertis bénéficient de tests rigoureux, de certifications et de systèmes de gestion de la qualité, ce qui garantit des performances constantes et renforce la confiance dans leur utilisation.

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