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Procédé de réalisation de liaison par rivets.
Dans les liaisons par rivetage réalisées à chaud, on sait que la résistance au glissement, qui se développe aux surfaces de contact des tôles, agit dans le sens de transmission de force, dans une mesure prédominante. Une résistance augmentée au glissement est entrainée non seulement par une certaine rugosité des tôles à leurs surfaces en contact, mais encore principalement par la force de serrage développée par les rivets.
La force de serrage mesurée en modifications élastiques de longueur de la tige du rivet peut, avec les matières usuelles en acier, avoir de très faibles valeurs, ce qui détermine une forté diminution de la solidité d'une construction métallique.
Il a été démontré que cet abaissement de la force de serrage est déterminé en ordre principal du. fait que, dans les rivets chassés à chaud, il se produit, au refroidissement jusque environ
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250 C., de fortes tensions par suite de l'effet de retrait, mais que ces tensions descendent à une valeur notablement plus faible pour une température comprise entre 250 et 100 C., pour atteindre dans beaucoup de cas, des valeurs de 1 à 2 kg/mm2.
Cette chute de tension peut, comme il a ete trouvé, être de grandeur très différente pour des rivets en matières différentes ou différemment traitées.
D'autres recherches ont démontré que, pour la force de serrage, il n'est pas indifférent que l'équilibre de température entre la tige du rivet se refroidissant et les parties de la tôle entourant la paroi du trou de rivet (désignées ci-après par "voisinage du trou du rivet) se fasse à une température quelconque.
L'objet de l'invention est un procédé de réalisation de liaisons par rivets à grande force de serrage. Suivant l'invention, de telles liaisons par rivets sont réalisees en employant des rivets faits d'aciers qui, pendant le processus de retrait, ne présentent dans le champ de températures comprises entre 250 et 1000 C. qu'une faible diminution de la tension de retrait, et en employant une épaisseur de joint, respectivement un diamètre total de la tige du rivet tels que l'équilibre de température e..tre la tige du rivet et le voisinage de trou de rivet se fasse à une te aperature située en-dessous de la température de la chute de tension de l'acier à rivet lors du processus de retrait.
Aux aciers pour lesquels la chute mentionnée de tension est faible appartiement ceux qui, à 1' état refoulé (écrasé) @ont suffisaient, et de préférence le plus possible, à grain fin.
Cette finesse de grain peut être provoquée lors de la fabrication de l'acier, par l'ajoute d'éléments formant germe, tels que 1' aluminium, le vanadium,' le titane ou le zirconium.
Liais il est également possible de refioidir d'abord rapidement, à cet effet, les aciers a rivets, à partir d'une température située au-dessus du point superieur Ac3 de transformation et de les réchauf-
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fer alors, avant l'écrasement, à des températures en-dessous- du point supérieur AC3 de transformation, de telle sorte que l'état de texture obtenu par le retrait reste maintenu au moins en partie. Suit alors l'écrasement à chaud, de la manière habituelle, à des températures au-dessus de la température de recristallisation.
A l'aide de telles matières à rivets, il est possible d 'obtenir des liaisons à grande force de serrage, en particulier pour des paquets de tôles de grande épaisseur. Le procédé est particulièrement approprié aux liaisons par rivets, où le rapport entre la longueur de serrage et le diamètre de la tige de rivet est plus grand que 2.
La force de serrage à attendre d'un acier peut être donnée par un dispositif dans lequel, aux extrémités de la longueur de mesure à maintenir égale de 1'éprouvette, sont disposées des paires de ressorts de mesure, rendus insensibles, dans le champ de la longueur de mesurage, à l'allongement ou à la contraction linéaires dus à l'augmentation ou à la diminution de température, et qui portent les couteaux prismatiques agissant sur des leviers de con- tactlesquels commandent un moteur de telle sorte à augmenter la tension dans l'éprouvette lors d'une diminution de la longueur de mesurage de l'éprouvette et à la diminuer lors d'une augmentation, de cette longueur. Une éprouvette faite de l'acier à rivets est chauffée à la température d'écrasement à chaud et est refroidie en maintenant uniforme la longueur de mesurage.
Elle absorbe alors, étant serrée rigidement, et conformément à sa contraction entrainée par le refroidissement, les valeurs de tension qu'elle est en état de supporter. Il en résulte des courbes qui représentent le processus de tension en dépendance de la température- de refroidissement. Ci-dessous quelques exemples :
La fig.l donne de telles courbes de tension dépendantes de la température de refroidissement pour un acier à rivets St 44 comprenant
C Si Mn Cu Cr p s
0.09 0.52 0.36 0.48 0.30 0.028 0.012 %
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La curbe a est prise à l'acier normalisé (9000 C une demiheure, air) et la courbe b est prise à l'acier étonné (900 C, une demi-heure, eau).
La courbe a donne à environ 145 C une valeur maximum à 32 kg/mm2 et la courbe b une valeur maximum à 45 kg/mm2. Il vient ensuite une chute de tension à 3 kg/mm2 pour La courbe Si. et à 10 kg/mm2 pour la courbe b, Sous l'action d'un refroidissement prolongé, la tension monte à nouveau, mais sans atteindre la valeur maximum.'On voit donc que par le traitement de retrait, on obtient une texture qui donne une force de serrage plus élevée que la même matière à 1)état normalisé ou laminé.
La fig.2 représente les courbes de tension, c, d et f de deux aciers St 52 de la composition suivante :
EMI4.1
<tb>
<tb> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> Cu <SEP> Cr <SEP> Al <SEP> P <SEP> S
<tb>
EMI4.2
Acier 1 0317 0,40 0,93 0,45 0,29 0,00 G,Q3 0,03% Acier 2 O,l? 0,30 1507 0,35 0,40, 0,08 0,03 0,03%
La courbe ç a été obtenue avec l'acier 1 (sans aluminium) en partant de l'état normalisé. Le courbe d fut obtenue avec l'acier 2 (acier à 0,08 % d'aluminium) en partant également de l'état normalisé. La courbe f fut finalement obtenue de l'acier 1 en partant de l'état étonné. La tension obtenue à 20 C, pour cet acier, est notablement plus élevée que dans les courbes c et d,
Une faible ajoute d'aluminium, par exemple 0,08 à 1 % à 1' acier à rivets détermine donc une notable augmentation de la force de serrage.
Des additions de 0,02 à 0,5 % de vanadium ont le même effet. Si la chute de tension de l'acier se trouve plus près de 2000 que de 100 la différence de température entre cette chute de tension et le. température ambiante augmente. La tige de rivet a alors pour le processus de retrait un champ augmente de température qui a pour conséquence une force de serrage augmentée en correspondance dans la. liaison par rivets, car la tension, respectivement la force de serrage augmente dans le corps de rive?, par un retrait plus poussé, à partir de la température de la chute de tension jusqu'à la température -ambiante. ,
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A la fig.3 est représente sche@atiquement le prccessds de tension d'un acier à grain fin (courbe g) et d'un acier à gros grain (courbe h).
La figure 4 donne le processus de tension dans une tige de rivet. Il est supposé que la chute de tension se produit à 1500 C, comme à la figure 3. L'acier à grain fin (courbe g) présente une chute de tension notablement plus petite que celle de l'acier à gros grain (courbe h). La tension augmente., pour un refroidissement ultérieur, jusqu'à l'instant A (fig.4a) auquel l'équilibre de tenpérature est atteint entre la tige de rivet et l'entourage du trou de rivet ; la tension reste alors constante.
REVENDICATIONS.
1, procédé d'obtention d'une grande force de serrage dans les liaisons par rivets, caractérisé en ce qu'on emploie des rivets en aciers qui, pendant le processus de retrait, ne présentent qu'une faible diminution de la tension de serrage dans le champ de température, compris entre 100 et 2500 C, l'épaisseur du paquet de tôles assemblées, respectivement le diamètre de la tige du rivet étant tels que l'équilibre de température entre la tige de rivet et la paroi du trou de rivet se fait à une température située en-dessous de la température de la chute de tension de 1' acier à rivets lors du retrait.