LE COLLAGE EST UNE TECHNIQUE D’ASSEMBLAGE EN PROGRESSION

Le collage offre des solutions la où les techniques traditionnelles sont inoperantes

On note une tendance claire en vertu de laquelle de plus en plus d’entreprises optent pour le collage comme technique d’assemblage. Au fil des années, les techniques de collage se sont affinées et leur champ d’application s’est élargi. Il existe déjà bon nombre de systèmes et de méthodes de traitement. Si vous choi­sissez d’encoller, à quoi devez-vous faire attention tout au long du processus?

22 mai 2018

COLLER EST EN VOGUE

Encoller les métaux offre des solutions là où les techniques d’assemblage classiques sont inopérantes. Outre la fonctionnalité, un assemblage collé procure des avantages esthétiques. Le degré de finition est nettement plus élevé qu’avec d’autres techniques d’assemblage. De surcroît, la colle réduit les vibrations et la fatigue du métal.

AVANTAGES ET DESAVANTAGES D’UN ASSEMBLAGE COLLE

Désavantages

Nous commençons par la mauvaise nouvelle. Il y a toujours un revers à la médaille. Un assemblage collé demande plus de soins que d’autres assemblages. Par ailleurs, le prétraitement du substrat est essentiel, il convient aussi d’y accorder plus d’attention qu’à d’autres assemblages, ce qui le rend plus intensif en termes de travail et de temps. Non seulement le prétraitement rend le processus plus fastidieux, mais on doit également tenir compte du temps de séchage et de durcissement. S’y ajoute le fait qu’il n’est pas du tout évident d’effectuer un calcul exact d’un assemblage collé.

• Plage de température: la part du lion de toutes les sortes de colle atteint une plage de température de -30 °C à 150 °C. Une minorité atteint 250 °C, quelques exceptions, 300 °C. La non-exposition à des tem­pératures plus extrêmes constitue la principale limite des colles.
• Temps de durcissement: les colles hybrides offrent le soulagement aux longs temps de séchage des assemblages collés, qui vont pour les colles structurelles classiques d’une dizaine de minutes à quelques heures. On utilise pour cela des composants de colles UV, un type de colle qui durcit en quelques secondes sous l’influence de la lumière.
• Résistance: un assemblage collé est permanent, si bien qu’il n’est pas possible de démonter des surfaces encollées. Bien que les types de colle réversibles soient très prisés, ils ne sont pas encore en approche.
• Résistance chimique: l’époxy est l’un des rares types de colle qui ne subissent pas les sub­stances (liquides) chimiques. La colle se­conde perd même sa force au contact de l’eau chaude.
•Changer l’embout: après usage, la colle durcit dans l’embout de mélange, qui doit être changé pour un usage suivant. Cette étape complémentaire décourage, malgré le faible coût d’un embout.
• Force: les assemblages collés ont une plus faible résistance à la traction que p.ex. une soudure. Là, on peut citer en contrepartie la meilleure répartition de la tension.
• Vieillissement: en fonction des conditions d’utilisation, la colle peut vieillir et perdre de sa force d’adhérence. Bien que des tests de vieillissement accélérés puissent fournir une indication, il reste difficile de déterminer la longévité d’un assemblage collé.

Avantages

La technique offre bien entendu aussi de nombreux avantages. Lorsque la matière se prête à un assemblage collé, un assemblage collé mérite certainement d’être envisagé. En effet, la colle permet d’assembler des matériaux minces et petits. Comme un assemblage collé est ininterrompu, l’affaissement par des trous n’est pas possible. Du reste, un changement structurel ne se produit pas lors de l’échauffement du matériau et en raison de la densité du liquide de colle, les assemblages sont toujours étanches au gaz et empêchent la corrosion caverneuse.

• Esthétique: la colle, et donc l’assemblage, est quasi invisible après durcissement et ne doit pas être post-traitée.
•Tolérance: la colle absorbe la différence de tolérance entre les différents matériaux.
• Tension: sur les assemblages collés, la tension est répartie de façon plus uniforme (pas de sollicitation concentrée).
• Etanchéité: de nombreux types de colle combinent une fonction structurelle et obturante. Ils sont étanches au liquide et au gaz, ce qui évite la corrosion caverneuse.
• Dilatation: la colle compense une différence dans les coefficients de dilatation, ce qui permet de l’utiliser pour assembler p.ex. deux sortes de métal différentes.
• Isolation: la colle offre le plus souvent une bonne isolation électrique et thermique. Certaines colles sont conductrices thermiques ou électriques.
• Sonorisante: la capacité isolante de la colle diminue les nuisances sonores.
• Fatigue: les assemblages collés ont une plus grande résistance à la fatigue que les assemblages mécaniques et les soudures.
• Poids: le gain de poids joue un rôle sans cesse plus grand dans des secteurs tels que l’automobile et l’aéronautique. L’encollage permet de traiter un matériau plus mince.
• Prix: l’opinion que les colles sont une méthode d’assemblage coûteuse, est relative. Le prix de la colle par unité est effectivement élevé, mais l’encollage permet d’économiser des frais. En effet, la colle crée un scellement étanche à l’eau et autorise des matériaux plus minces. Des machines plus légères signifient aussi une économie à long terme.
• Normalisation: dans certains secteurs, p.ex. la pétrochimie, on ne peut pas souder. Le collage est ici aussi une alternative valable.
• Ininterrompu: un assemblage collé n’est pas affaibli par des trous.
• Substrat: des matériaux inégaux et minces peuvent être assemblés grâce à la capacité de remplissage et à l’application fine.

ADHERENCE ET COHERENCE DE LA COLLE

La force de l’assemblage collé est influencée par deux facteurs. D’une part, la force de la couche de colle, la puissance cohésive, et d’autre part, la force de l’adhérence entre la couche de colle et les surfaces de collage, l’adhésion. Il est donc important de bien choisir la colle, mais aussi de veiller à ce que la colle adhère bien sur les surfaces à coller.

Cohésion

La cohésion de la colle repose sur les forces moléculaires et atomiques dans la colle. La colle doit d’abord adhérer aux surfaces à coller et puis durcir. L’important est d’avoir un minimum de tensions internes causées par des phénomènes de rétraction dans la colle pendant le durcissement.

Adhésion

Lors de l’adhérence d’une colle sur une surface, nous avons affaire à trois principes différents ou à leur combinaison:

• l’ancrage mécanique;
• le mélange des substances;
• l’adsorption.

Ancrage mécanique:
La colle à l’état liquide pénètre à ce point dans les pores de la surface à coller que la colle reste toujours ancrée dans les pores de la surface collée après la transition à l’état solide.

Le mélange des substances (diffusion):
Dans certains cas, l’adhérence peut aussi reposer en partie sur le mélange de la colle et du matériau à coller, ce qui crée un ancrage à base de molécules et d’atomes.

Adsorption:
Ceci est un phénomène d’adhérence de la colle sur la surface de collage consécutif à des forces intermoléculaires, qui agissent sur la surface limite. Cette forme d’adhésion joue le rôle principal dans le collage des métaux. La condition pour l’adsorption est que le matériau de colle peut pénétrer au mieux dans les irrégularités surfaciques.
La viscosité de la colle joue ici un rôle important, parce que celle-ci garantit une meilleure humidification avec une faible viscosité. En augmentant la température, nous obtenons couramment une meilleure humidification, parce que la viscosité baisse.

DO'S-AND-DON'TS

Pour le collage des métaux, il faut tenir compte de certaines choses à faire et à ne pas faire. Avant le collage, il est extrêmement important que la conception, le choix de l'adhésif, la façon dont la surface sera nettoyée et traitée, et, enfin, la façon dont l'adhésif sera appliqué, soient soigneusement pris en compte dans les différentes étapes de la procédure.

Concept

Un concept doit être réalisé sans faire intervenir une sollicitation tangentielle. Un second aspect à prendre en compte est la sollicitation statique. Des bâtis de test doivent être testés quant à leur résistance à une pression continue et à des climats variables. Supposons que le concept vous lie à une sollicitation continue, il est alors préconisé d’utiliser un assemblage hybride. Vous devez d’emblée inclure dans le concept la façon d’appliquer la colle dans l’assemblage. On doit toujours réfléchir à la capacité d’enlever l’excédent de colle et d’air, afin que la colle puisse adhérer.

Sélection de la colle

La sélection de la colle est essentielle dans le processus. On ne doit pas traiter ceci trop à la légère.
Toutes les exigences incluant tous les aspects de produit et la sollicitation d’usage doivent être rédigées au préalable. Par ailleurs, toutes les sortes de colle seront préconisées avec les aspects positifs de la colle, mais il est conseillé plutôt de tenir compte des limites des types de colle. Commencez également par une simulation simple d’une certaine colle et effectuez des tests.

Nettoyer la surface

Comme précité, le substrat doit être bien nettoyé afin que la colle puisse adhérer au niveau atomique. Du reste, soyez prudent avec les produits de nettoyage. Testez toujours ce à quoi la colle est résistante. Parfois, un simple dégraissant associé à un type de colle spécifique ne peut pas garantir un assemblage optimal. Il existe des nettoyants qui laissent un résidu sur la surface qui affecte négativement l'adhérence.

Traitement de surface

Le traitement de surface est un aspect important du processus. Veillez à ce que le traitement soit contrôlable. Au moyen de simples trucs, vous pouvez savoir qu’une surface est prête à l’encollage ou pas. Par exemple: marquez au préalable un trait ou un point sur la surface à traiter, on peut affirmer que la surface est prête à l’encollage quand le trait a disparu pendant le traitement. Ainsi, le traitement de surface reste contrôlable et vous n’allez pas sur-traiter.

Préparer et appliquer

En guise de préparation, la colle doit être préparée. Dans le cas des colles à deux composants, il est important d’utiliser une quantité suffisante des deux composants de colle, même si seule une petite quantité est nécessaire. Le processus de mélange n’est pas profond quand on mélange trop peu de colle. Evitez du reste l’apport d’air dans le mélange. Ceci est aussi néfaste pour la colle. Appliquez assez de colle et utilisez pour cela des outils pratiques. Pour serrer les éléments à encoller, veillez toujours à avoir une pression de contact suffisante. Bien entendu, il n’est pas conseillé de soulever les éléments l’un de l’autre pendant la durée de durcissement.