Concevoir des assemblages collés pour optimiser leur résistance

Les assemblages bout à bout sont une pratique de soudage courante lors de l'assemblage de deux tubes cylindriques ou rectangulaires. La plupart de la contrainte est appliquée en clivage, mais une traction peut également être présente si les tubes sont écartés. Les forces de clivage dans un assemblage bout à bout ne sont pas bien adaptées pour des assemblages collés. C'est pourquoi des modifications d'assemblage doivent être apportées lors de l'étude de l'utilisation d'adhésifs pour ces assemblages.

Les assemblages par emmanchement sont des modifications d'assemblages bout à bout dans lesquels un cylindre de petit diamètre est inséré dans un cylindre creux de plus grand diamètre. La nouvelle conception fait travailler l'adhésif en cisaillement, et les contraintes en clivage sont atténuées par le verrouillage mécanique des tubes. Il est relativement simple d'optimiser la surface de collage en ajustant les rayons des tubes ou la longueur de chevauchement de l'assemblage. Dans le travail du bois, la méthode des rainures et languettes est couramment utilisée pour augmenter la résistance mécanique du bois et faire travailler la colle en cisaillement.

Les assemblages en T sont couramment utilisés pour souder deux composants ensemble. On les rencontre souvent lors de l'utilisation de fixations mécaniques avec un montage perpendiculaire. Lorsqu'une contrainte est appliquée à ces assemblages, une grande partie se trouve en clivage appliqué à un long bras de levier . Cela est très défavorable pour le collage.

Afin d'améliorer l'assemblage en T, il peut être remplacé par un assemblage à tenon et mortaise. Grâce à cette nouvelle conception, la contrainte appliquée est maintenant du cisaillement, de la traction ou de la compression, tout en fournissant également l'avantage d'un verrouillage mécanique pour améliorer la résistance. Si la méthode à tenon et mortaise n'est pas une solution viable (par exemple, pour de nombreuses applications d'usinage des métaux), l'intégration d'une bride sur la pièce perpendiculaire transforme une partie du clivage en cisaillement, et ajoute de la surface sur laquelle la colle entre en contact.

Les assemblages bout à bout sont une pratique courante en soudage lors de l'assemblage de deux plaques bord à bord. Les attaches avec cannelure sont utilisées pour maintenir deux grands panneaux ensemble dans les applications de menuiserie comme les plans de travail stratifiés.

Ces conceptions d'assemblage suffisent souvent pour la fixation thermique ou mécanique, mais de même que dans les assemblages par emmanchement elles imposent une contrainte excessive à l'adhésif. Les assemblages par recouvrement sont l'un des assemblages collés industriels les plus courants, que ce soit pour l'assemblage de deux panneaux, le collage de panneaux sur des cadres, ou la comparaison d'adhésifs à des fins de R&D ou de conception. Le clivage d'un assemblage bout à bout est désormais transformé en une contrainte de cisaillement, bien qu'un certain clivage puisse subsister.