Qu'est-ce qu'un rivet et comment fonctionne-t-il ?

Qu'est-ce qu'un rivet et comment fonctionne-t-il ?

Rivets pop

Figure 1 : Rivets pop

Un rivet est utilisé pour assembler deux matériaux de façon permanente et résiste mieux aux vibrations et aux tensions qu'une vis ou un boulon. Il existe plusieurs types de rivets disponibles pour une utilisation dans différentes industries. Cet article examine les parties d'un rivet, son fonctionnement et les différents types de rivets utilisés.

Table des matières

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Qu'est-ce qu'un rivet ?

Un rivet est une fixation mécanique populaire permettant d'assembler deux matériaux ou plus. Un rivet est constitué d'une tête à une extrémité et d'un corps cylindrique à l'autre extrémité, appelé tige. L'extrémité conique de la tige est appelée la queue du rivet. La queue ressemble à une épingle en métal. Les rivets sont utilisés pour assembler de grandes pièces structurelles et de petits assemblages électroniques. Les arbres sont creux et comportent une autre pièce interne appelée mandrin. Le mandrin permet au riveur de déformer la queue du rivet sans la frapper directement.

Comment fonctionnent les rivets ?

Tout d'abord, un trou est percé ou poinçonné dans les matériaux à connecter. Le rivet est inséré entre les deux trous. La queue est ensuite renversée ou déformée par une force mécanique à l'aide d'un marteau ou d'un pistolet à rivets. La queue se dilate alors pour atteindre environ 1,5 fois le diamètre original de l'arbre, maintenant le rivet en place entre les deux matériaux. La déformation écrase la queue, la rendant plus plate, ce qui donne un rivet en forme d'haltère. La tête originale du rivet est appelée "tête d'usine", et l'extrémité déformée est appelée "queue de pie".

Un rivet peut supporter une tension à chaque extrémité de la structure. Les têtes formées de façon permanente aux deux extrémités empêchent le rivet de se détacher du trou percé. L'arbre à rivets empêche tout mouvement radial. Les rivets sont conçus pour des assemblages permanents similaires à la soudure ou aux adhésifs structurels. Mais, contrairement aux assemblages soudés, les rivets résistent aux vibrations et sécurisent mieux les joints.

Utilisation d'un pistolet à rivets pour assembler des pièces en aluminium. rivet-application.jpg

Figure 2 : Utilisation d'un pistolet à rivets pour assembler des pièces en aluminium.

Différents types de rivets

Une grande variété de rivets est disponible en raison des nombreux matériaux différents qui doivent être assemblés. Voici quelques-uns des différents types de rivets et leur fonctionnement.

Rivet solide

Un rivet plein (figure 3 étiquetée A) consiste en une tige pleine avec une tête à une extrémité. La queue d'un rivet plein est déformée à l'aide d'un pistolet à rivets ou d'un marteau pour le maintenir en place.

Rivet fendu

Un rivet fendu (figure 3 étiquetée B) a une tige divisée pour créer une plus grande surface après son passage dans le joint. Le rivet a une extrémité pointue, et la surface ajoutée empêche le rivet de se retirer à travers des matériaux plus souples comme le cuir, le bois et le plastique. Les rivets fendus sont couramment utilisés dans les travaux de réparation de base à la maison, et ils ne sont pas utilisés dans les applications critiques.

Rivet aveugle (rivet pop)

Les rivets aveugles (figure 1) conviennent lorsqu'un côté du joint ne peut être vu ou accessible. Ils sont également connus sous le nom de "rivets pop" et utilisent un pistolet à rivets pour tirer un mandrin à travers la tige creuse du rivet après son insertion dans le trou reliant deux surfaces. Le mandrin déforme le corps du rivet et permet au riveur de fixer les matériaux en ayant accès à un seul côté de la surface. Le mandrin se détache à l'endroit où il est le plus faible, ce qui le laisse plus ou moins au même niveau que la tête du rivet.

Rivet à friction

Également connus sous le nom de rivets autoplaçants, les rivets à friction (figure 3 étiquetée C) sont un type de rivets aveugles qui utilisent la pression interne d'une tige qui est tirée à travers un manchon creux qui dilate la tige et utilise la pression à l'intérieur de la tige pour joindre les matériaux et boucher le trou derrière elle.

Rivet auto-poinçonneur

Les rivets auto-poinçonneurs, ou SPR, (figure 3 étiquetée D), n'ont pas besoin de trous pré-percés, contrairement aux autres types de rivets. Les SPR sont forgés à froid dans une forme semi-tubulaire, et la géométrie de l'extrémité comporte une rainure qui aide le rivet à percer le matériau à assembler. Ces types de rivets permettent de créer un joint étanche au gaz et à l'eau.

Rivet fileté

Les rivets filetés (figure 3 étiquetée E) sont des rivets aveugles avec des tiges creuses à filetage interne. Ces rivets s'enfilent sur le mandrin d'un pistolet à rivets. Le mandrin est tiré à travers l'arbre, ce qui bouleverse l'arbre. Ces rivets aveugles sont solides et présentent parfois des crêtes externes qui permettent un meilleur contact de la surface dans le trou pilote.

Rivet semi-tubulaire

Tout comme un rivet plein, un rivet semi-tubulaire (figure 3 étiquetée F) comporte un trou à l'extrémité de la queue. Le trou fait rouler l'arbre vers l'extérieur lorsqu'une force est appliquée, ce qui permet de réduire la force nécessaire à l'application et au montage.

rivet Oscar

Un rivet en oscar (figure 3 étiquetée G) est similaire à un rivet aveugle, mais la seule différence est que la tige se fend et se déplie lorsque le mandrin est tiré à travers le rivet. Les rivets Oscar sont idéaux pour les applications impliquant de fortes vibrations où la surface arrière est inaccessible.

Types de rivets : rivet plein (A), rivet fendu (B), rivet à friction (C), rivet auto-poinçonneur (D), rivet fileté (E), rivet semi-tubulaire (F) et rivet en oscar (G).

Figure 3 : Types de rivets : rivet plein (A), rivet fendu (B), rivet à friction (C), rivet auto-poinçonneur (D), rivet fileté (E), rivet semi-tubulaire (F) et rivet en oscar (G).

Comment fonctionnent les rivets pop ?

Les rivets pop sont un type de rivet aveugle, ce qui signifie qu'ils ne sont fixés que d'un seul côté. Effectuez les étapes suivantes pour utiliser un rivet pop :

  1. Percez ou poinçonnez un trou pilote à travers les deux surfaces.
  2. Placez le mandrin du rivet dans le nez du pistolet à rivets et poussez la tige à travers les trous perforés ou percés pour créer le joint.
  3. La compression de la gâchette du pistolet à rivets tire le mandrin à travers l'arbre creux pour renverser l'extrémité de la queue et créer un joint solide et riveté.
  4. À la profondeur appropriée, le mandrin se détache à la zone "rétrécie".
  5. L'utilisateur peut poser le rivet suivant et répéter le processus si nécessaire.
Étapes de compression du rivet pop ; le rivet dans son état d'origine (A), le pistolet à rivet tirant le mandrin (jaune) à travers le corps du rivet (B), et les surfaces correctement scellées (C).

Figure 4 : Étapes de compression du rivet pop ; le rivet dans son état d'origine (A), le pistolet à rivet tirant le mandrin (jaune) à travers le corps du rivet (B), et les surfaces correctement scellées (C).

Comment calculer la taille d'un rivet ?

Les rivets existent dans un large éventail de tailles ; la longueur et la largeur sont tout aussi importantes. Comme il s'agit de matériaux de fixation, il est essentiel d'estimer le nombre de rivets nécessaires pour déterminer la répartition adéquate des surfaces afin de garantir la résistance et la stabilité de la structure achevée. Les rivets doivent passer par le trou pilote des deux surfaces et se dilater ensuite pour fonctionner correctement. L'utilisateur doit faire face à des forces latérales et verticales, qui pourraient cisailler le rivet. Les estimations générales pour les dimensions des rivets sont les suivantes :

  • La longueur du rivet doit être la somme de l'épaisseur de tous les matériaux rivetés plus 1,5 fois le diamètre du rivet. Un rivet trop petit peut tirer sur le matériau, et une tige de rivet trop fine peut facilement se cisailler sous la pression.
  • Le diamètre du rivet doit être trois fois supérieur à l'épaisseur de la pièce la plus épaisse du matériau assemblé.

Par exemple, pour assembler deux feuilles de métal d'une épaisseur de 2 mm, le diamètre du rivet doit être de 6 mm. Un rivet de 6,35 mm (un quart de pouce) convient ici. La longueur du rivet doit être d'au moins 9,5 mm.

Avantages et inconvénients des rivets

Avantages

  1. Peu coûteux
  2. Les rivets permettent d'assembler deux matériaux dissemblables (comme des plaques de cuivre et d'aluminium).
  3. Procédé respectueux de l'utilisateur et de l'environnement car il ne produit pas de fumées ni de gaz comme dans le cas de la soudure.
  4. Des joints fiables, notamment lorsqu'ils sont soumis à des vibrations.
  5. L'inspection de la qualité d'un joint riveté est facile par rapport à un joint soudé.

Inconvénients

  1. Les joints rivetés sont plus volumineux que les joints soudés.
  2. La projection du rivet affecte l'aspect esthétique.
  3. Temps de production élevé pour l'assemblage
  4. Les trous nécessaires à l'insertion des rivets provoquent une concentration des contraintes.

Applications des rivets

Les rivets sont très courants et trouvent leur place dans diverses applications pour lier deux matériaux ou plus. De nombreuses industries utilisent des rivets, notamment :

  • Applications automobiles
  • Objets ménagers
  • Appareils électriques
  • Couteaux de cuisine
  • Industrie aérospatiale
  • Satellites et vaisseaux spatiaux
  • Construction navale et autres applications nautiques

FAQs

Qu'est-ce qu'un rivet ?

Un rivet est un élément de fixation mécanique très utilisé pour assembler deux matériaux ou plus.

Les assemblages par rivets sont-ils solides ?

Les rivets peuvent fixer de façon permanente un joint solide. Lorsqu'ils sont réalisés correctement, ils ne permettent aucun mouvement entre les couches de matériau.

Pourquoi les rivets aveugles sont-ils utiles ?

Un avantage particulier est de pouvoir riveter d'un seul côté, alors qu'un boulon nécessitera de tarauder les filets ou d'utiliser un écrou de l'autre côté pour joindre deux surfaces.

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