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RÉSUMÉ
Comparé à d’autres techniques, le collage présente des spécificités qui le rendent intéressant dans bien des procédés d’assemblage. Condition incontournable malgré tout, la colle doit interagir favorablement avec les surfaces des deux antagonistes de nature parfois différente (métaux, verre, bois, textile). Cet article présente les caractéristiques mécaniques et rhéologiques des adhésifs, les différents traitements permettant d’atteindre un collage résistant au cours du temps et toutes les phases de la mise en œuvre. Sont également présentés la réalisation des essais d’adhérence et les facteurs qui affectent la résistance d’un collage.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Evelyne DARQUE-CERETTI : Docteur ès-Sciences - Maître de Recherche, CEMEF-CNRS UMR 7635, École des Mines de Paris, Sophia-Antipolis
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Bernard MONASSE : Docteur ès-Sciences - Maître de Recherche, CEMEF-CNRS UMR 7635, École des Mines de Paris, Sophia-Antipolis
INTRODUCTION
Dans cet article, nous allons montrer l'utilité du collage par rapport à d'autres techniques d'assemblage, en en faisant ressortir les spécificités. En fonction de la nature des surfaces à coller, sont présentés différents traitements permettant d'accroître la tenue du collage. La rhéologie des adhésifs a un rôle important, ainsi que son évolution au cours du collage, pour la tenue de l'assemblage. Cet effet apparaît aussi bien juste après solidification qu'au cours du temps et dans différents environnements.
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Essais d'adhérence – durabilitéArticle inclus dans l'offre
"Plastiques et composites"
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4. Mise en œuvre
4.1 Rhéologie
Dans tous les domaines traités précédemment, le collage nécessite la mise en contact de la colle avec les deux surfaces antagonistes devant être réunies mécaniquement. Ce collage s'effectue sur une aire donnée qui va assurer la jonction des deux matériaux collés avec une épaisseur de colle devant être contrôlée sur toute la surface de contact, qu'une ou que les deux surfaces soient encollées. Le dépôt s'effectue avec une quantité de colle et une zone de dépôt imposées, le pressage des deux faces en vis-à-vis va, d'une part, provoquer un écoulement de la colle pour uniformiser son épaisseur et, d'autre part, remplir des anfractuosités et assurer un contact local entre les surfaces et la colle. La viscosité η doit croître et devenir suffisamment importante pour maintenir les pièces en place lors du retrait de cette force, enfin la colle à l'état solide doit être rigide pour assurer les propriétés mécaniques de l'assemblage.
Le collage de deux pièces comporte trois étapes principales :
-
l'application et la mise en place des surfaces encollées ;
-
la stabilisation de la structure encollée avec adhésion des surfaces encollées ;
-
l'établissement des propriétés mécaniques finales donnant la cohésion de l'assemblage.
La structure chimique de la colle va donc évoluer au cours de ces différentes étapes du processus de collage. Sa rhéologie, qui est le comportement en écoulement, va également évoluer :
-
d'un fluide peu visqueux, pour la mise en place des surfaces collées ;
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à un fluide beaucoup plus visqueux pour assurer la stabilité de l'assemblage ;
-
enfin, à un solide qui assure la résistance de la pièce collée. Dans le cas de pièces de structures, le module d'élasticité de la colle devra être élevé.
Dans la première étape, les surfaces sont encollées avec une surépaisseur, pour provoquer un écoulement lors de la mise en place des pièces à assembler. L'écoulement va également permettre de remplir les anfractuosités, ce qui nécessite une colle de faible viscosité lors de l'assemblage des deux pièces. En effet, la contrainte de cisaillement
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - REYNE (M.) - Procédés d'assemblage des plastiques. - Techniques de l'Ingénieur, Traité plastiques et composites, [AM 3 755].
-
(2) - JOLY (G.) - Assemblage des thermoplastiques par soudage. - Techniques de l'Ingénieur, [AM 3 760].
-
(3) - JEANDREAU (J.P.) - Guide du collage. - Centre technique des industries mécaniques, ouvrage collectif CETIM (2006).
-
(4) - VILLENAVE (J.J.) - Assemblage par collage. - Techniques et Ingénierie, Dunod – l'Usine Nouvelle, Paris (2005).
-
(5) - DARQUE-CERETTI (E.), FELDER (E.) - Adhésion-adhérence. - Sciences et Techniques de l'Ingénieur, CNRS éditions, Paris (2003).
-
(6) - KINLOCH (A.J.) - Adhesion and Adhesives. - Science and Technology, Chapman and Hall, London (1987).
- ...
NORMES
-
« Adhésifs. Préparation des supports métalliques pour éprouvettes destinées aux essais de laboratoire. » Elle présente des recommandations qui ont pour but de rendre les surfaces métalliques (alliages d'aluminium, aciers non alliés) aptes au collage. Elle décrit des procédés (chimiques ou mécaniques) destinés à des essais de laboratoire. - NF T76-201 - 12-82
-
Série aérospatiale – Matériaux non-métalliques – Système d'adhésifs structuraux – Méthodes d'essai – Partie 1 : essais de cisaillement d'un joint à recouvrement simple. Elle présente, dans le domaine aérospatial, les méthodes d'essai permettant de déterminer la résistance des adhésifs structuraux aux essais de cisaillement d'un joint à recouvrement simple métal-métal, dans un large domaine de température. - NF EN 2243-1 - 03-06
-
« Adhésifs pour bois à usages non structuraux. Méthodes d'essai et exigences pour la résistance à la charge statique ». Elle décrit, dans le domaine des adhésifs à bois à usages non structuraux, une méthode permettant de déterminer la capacité d'une éprouvette collée avec un adhésif thermoplastique à résister à une charge donnée pendant une durée spécifiée. - NF EN 14256 - 10-07
-
« Adhésifs – Détermination de la résistance au cisaillement de joints collés...
ANNEXES
(liste non exhaustive)
ABATRON http://www.abatron.com/products
ABLESTIK
ACOFAB http://www.chomerics.com/acofab
AXSON http://www.axson.fr
CYBERBOND France http://www.gaches.com/composites/cyberbond.htm
CYTEC Fiberite Limited http://www.cytec.fr
DEN BRAVEN http://www.denbraven.fr
DOW CORNING http://www.dowcorning.com/ (il existe aussi un site en français)
DYMAX Europe http://www.dymax.com/fr
ELECO PRODUITS http://www.eleco-produits.fr/
EMERSON AND CUMING (France)
EMS (France)
EPOTECNY http://www.epotecny.com/
FINAL http://www.final-materials.com/
GE SILICONES (France)
GEB (France)
HENKEL http://www.henkel.fr/
HEXCEL (France)
HUNTSMAN ADVANCED MATERIALS http://www.huntsman.com/
INTERTRONICS (Grande-Bretagne)
ITW PLEXUS (France)
KLEIBERIT (France)
KÖMMERLING http://www.koemmerling.fr/
LE JOINT FRANÇAIS http://www.ljfm.com
LOCTITE ...
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