Quels sont les différents types de connexions en acier ?

Les connexions sont des éléments structurels utilisés pour joindre différents membres d’une charpente en acier. La structure en acier est un assemblage de différents éléments tels que des « poutres, colonnes » qui sont reliés les uns aux autres, généralement aux extrémités des éléments par des attaches, de sorte qu'elle présente une seule unité composite.

Composants de connexion

Boulons
Souder
Plaques de connexion
Angles de connexion

Connexions dans les structures en acier

·Connexions rivetées

Avez-vous vu des ponts, des trains, des chaudières, des avions ou d'énormes structures qui tiennent ensemble grâce à une structure en forme de bouton ? Eh bien, ce bouton s'appelle un Rivet. Les joints rivetés sont un type de fixation mécanique utilisé pour assembler deux ou plusieurs pièces de matériau. Ils consistent en une série de rivets qui sont insérés dans des trous du matériau, puis déformés ou « mis » en place pour créer un joint sécurisé.

Un rivet est une tige circulaire utilisée pour relier deux structures en tôle, car les joints formés à partir de ces tiges d'acier doux ou de cuivre sont plus solides que les joints soudés et offrent un assemblage plus rapide.

Fig 1 : Structure du rivet

En termes simples, un joint riveté est un type de fixation permanent utilisé pour assembler des plaques métalliques ou des sections d'acier laminées. Ces joints sont largement utilisés dans les structures en acier ou les ouvrages de structure tels que les ponts, les fermes de toit et dans les récipients sous pression tels que les réservoirs de stockage et les chaudières.

·Connexions boulonnées

Le joint boulonné fait partie des joints filetés les plus courants. Ils constituent un excellent moyen de transfert de charge dans les composants de machines. Les principaux éléments d'un assemblage boulonné sont une fixation filetée et un écrou qui empêche le desserrage du boulon.

Les joints boulonnés sont largement utilisés dans la construction et la conception de machines comme moyen d'assembler des pièces. Ce type de joint comprend une fixation filetée mâle, telle qu'un boulon, et un filetage femelle correspondant qui maintient les autres pièces en place. Les joints de tension et les joints de cisaillement sont les deux principaux types de conceptions de joints boulonnés. Bien que d'autres méthodes d'assemblage, notamment le soudage, le rivetage, les adhésifs, les ajustements par pression, les broches et les clavettes, soient également courantes, les assemblages boulonnés sont fréquemment utilisés pour relier des matériaux et former des structures mécaniques. Essentiellement, un joint boulonné est une combinaison d'une fixation et d'un écrou, un boulon long et un écrou étant un exemple typique.

Les joints boulonnés sont définis comme des joints séparables qui sont utilisés pour maintenir les pièces de la machine ensemble au moyen d'une fixation filetée, c'est-à-dire un boulon et un écrou. Étant donné que ces joints sont de type non permanent, les éléments peuvent être démontés pour l'entretien, l'inspection et le remplacement sans risquer d'endommager les composants individuels.

Les joints boulonnés sont nettement supérieurs aux joints permanents comme les soudures et les rivets, qui endommagent les composants lorsque ceux-ci sont démontés. Les applications incluent l'assemblage de deux pièces qui doivent être démontées de temps en temps.

Les joints boulonnés sont principalement constitués de deux parties. C'est une combinaison d'une attache et d'un écrou. Il se compose d'un long boulon sur lequel est fixé un écrou. Le boulon est inséré dans le trou pré-percé des composants, puis l'écrou est serré sur le filetage correspondant du boulon. Une connexion boulonnée est le terme collectif désignant le boulon et l'écrou.

Les filetages sont créés en créant une rainure hélicoïdale à l'extérieur d'un arbre ou d'un trou circulaire. Il existe une large gamme d’environnements d’exploitation et d’utilisations pour les joints boulonnés. Il existe des dimensions standard définies pour tous ces différents types. Cela garantit que les joints boulonnés sont interchangeables pour différentes marques.

Figure 1 : Schéma des joints boulonnés

·Connexions soudées

TYPES DE CONNEXIONS SOUDÉES

Les types de base de joints soudés peuvent être classés en fonction des types de soudures, de la position des soudures et du type de joint.

1. Selon le type de soudure

En fonction du type de soudure, les soudures peuvent être classées en soudure d'angle, soudure sur rainure (ou soudure bout à bout), soudure en bouchon, soudure en fente, soudure par points, etc. Différents types de soudures sont illustrés à la figure 15.

1.1. Soudures sur rainure (soudures bout à bout)

Des soudures sur rainure (soudures bout à bout) et des soudures d'angle sont réalisées lorsque les éléments à assembler sont alignés. Les soudures sur rainure sont plus coûteuses car elles nécessitent une préparation des bords. Les soudures sur rainures peuvent être utilisées en toute sécurité dans les éléments fortement sollicités. Les soudures bout à bout carrées sont fournies jusqu'à une épaisseur de plaque de 8 mm seulement. Différents types de soudures bout à bout sont illustrés à la figure 16.

1.2. Soudures d'angle

Les soudures d'angle sont réalisées lorsque deux éléments à assembler se trouvent dans des plans différents. Cette situation étant plus fréquente, les soudures d’angle sont plus courantes que les soudures bout à bout. Les soudures d'angle sont plus faciles à réaliser car elles nécessitent moins de préparation de surface. Néanmoins, elles ne sont pas aussi résistantes que les soudures sur rainures et provoquent une concentration des contraintes. Les soudures d'angle sont préférées dans les éléments légèrement sollicités où la rigidité plutôt que la résistance régit la conception. Les différents types de soudures d'angle sont illustrés à la figure 17.

1.3. Soudures en fente et en bouchon

Les soudures en fente et en bouchon sont utilisées pour compléter les soudures d'angle lorsque la longueur requise de soudure d'angle ne peut pas être obtenue.

2. Basé sur la position de la soudure

En fonction de la position de la soudure, les soudures peuvent être classées en soudure plate, soudure horizontale, soudure verticale, puits aérien, etc.

Selon le type de joints

En fonction du type de joints, les soudures peuvent être classées en joints soudés bout à bout, joints soudés par recouvrement, joints soudés en T et joints soudés en coin.