Qu’est-ce qu’un boulon à haute résistance ?
Les boulons à haute résistance (HR) sont beaucoup plus résistants que les boulons utilisés dans les machines générales.
Le matériau d’acier couramment utilisé, appelé SS400, a une résistance à la traction de 400 N/mm2, alors que le matériau utilisé pour les boulons à haute résistance a une résistance de 800 N/mm2 au plus bas.
Pour cette raison, il n’est pas utilisé pour des applications mécaniques générales, mais dans le domaine de la construction. Ils sont largement utilisés comme boulons pour fixer des éléments en acier dans des assemblages par friction, qui sont souvent utilisés dans la construction métallique.
Utilisations des boulons à haute résistance
Les boulons à haute résistance sont principalement utilisés dans le secteur de la construction. Il existe différentes méthodes de construction de structures, parmi lesquelles la méthode de construction de structures en acier, qui est très facile à mettre en œuvre par rapport aux structures en béton.
C’est pourquoi les boulons à haute résistance sont utilisés pour assembler les éléments en acier. Dans le cas des structures en acier, le soudage des cadres en acier prend beaucoup de temps et la qualité n’est pas stable avec le soudage sur site, c’est pourquoi ils sont assemblés à l’aide d’une méthode connue sous le nom de soudage par friction. Des boulons à haute résistance sont utilisés car un couple élevé est nécessaire pour générer cette force de frottement.
Principe des boulons à haute résistance
Les boulons à haute résistance étant utilisés dans les assemblages de charpentes métalliques, où un couple élevé est nécessaire, l’acier au chrome et l’acier au chrome-molybdène ont été utilisés pendant de nombreuses années, mais aujourd’hui, l’acier à faible teneur en carbone et à teneur en bore ajoutée est largement utilisé.
Cela permet d’éviter la rupture tardive, qui était un problème avec les aciers au chrome et au chrome-molybdène. Les boulons à haute résistance sont également divisés en deux types en fonction de leur forme et de leur méthode d’utilisation : les boulons à haute résistance de type torse et les boulons hexagonaux à haute résistance.
Les boulons à haute résistance de type torse ont une forme spéciale pour la pièce de fixation et nécessitent un outil spécial, mais la gestion du couple est très facile car la pièce de fixation est formée pour se briser si elle est serrée au-delà du couple spécifié.
D’autre part, les boulons hexagonaux à haute résistance peuvent être serrés avec les mêmes clés et autres outils que les boulons et écrous ordinaires, mais la gestion du couple peut être négligée. Les boulons à haute résistance sont plus chers que les boulons hexagonaux ordinaires, etc., mais ils sont toujours utilisés sur les chantiers de construction, car les boulons hexagonaux fabriqués à partir de matériaux courants ne peuvent pas supporter des couples élevés.
Autres informations sur les boulons à haute résistance
Boulons à haute résistance et assemblage par friction
L’assemblage par friction de boulons à haute résistance est une méthode d’assemblage de plaques d’acier au moyen de forces de friction générées sur les surfaces de contact des plaques d’acier en les serrant ensemble avec la forte force axiale appliquée au boulon à haute résistance.
Par rapport à un assemblage utilisant uniquement la force axiale d’un boulon normal, cette méthode ajoute une force d’assemblage supplémentaire sur la surface des plaques d’acier, et est donc utilisée dans des domaines de construction tels que les ponts routiers et les gratte-ciel, où un assemblage plus solide est nécessaire. Un autre avantage est qu’il n’est pas nécessaire d’utiliser des armes à feu comme dans le cas des assemblages rivetés, et qu’il n’est pas nécessaire d’avoir des compétences spécialisées telles que le soudage.
Les forces de frottement entre les plaques d’acier doivent être élevées, il est donc important que les surfaces de contact soient antidérapantes. La résistance au glissement est déterminée par le “coefficient de glissement” stipulé dans le code de la construction, qui doit être d’au moins 0,45. Plus le coefficient de glissement est élevé, plus la résistance et la force de frottement sont importantes, c’est pourquoi le traitement de surface par frottement est utilisé pour rendre la surface de la tôle d’acier rugueuse au préalable.
Traitement de surface par friction
Il existe trois types de traitement de surface par friction : le traitement antirouille, le traitement par grenaillage et le traitement par phosphatation.
Traitement antirouille
Le traitement antirouille est une méthode de traitement simple qui consiste à rendre rugueuse la surface de contact de la tôle d’acier, par exemple à l’aide d’une meuleuse, puis à l’oxyder dans l’atmosphère.
Traitement par grenaillage
Le grenaillage est une méthode de traitement dans laquelle de fines billes (sable de silice ou billes d’acier), appelées médias, sont pulvérisées avec de l’air comprimé pour rendre la surface rugueuse avec de fines irrégularités. La particularité est que la surface perd son éclat métallique après le grenaillage.
Traitement au phosphate
Il s’agit d’une méthode simple qui consiste à appliquer des produits chimiques phosphatés sur la surface de collage et qui est largement utilisée car elle ne nécessite pas beaucoup de travail. Il est strictement interdit de travailler dans des environnements pluvieux ou humides, car l’humidité entraîne un manque d’adhérence et un décollement du joint.
Différences entre les boulons à haute résistance et les boulons à haute tension
Les boulons à haute résistance et les boulons à haute tension sont identiques. Ils sont fabriqués en acier à haute résistance (acier à haute tension), d’où les deux termes “haute résistance” et “haute tension”. Il existe différents types d’acier à haute tension : certains ont une teneur en nickel plus élevée, de l’ordre de 3 %, afin d’accroître la résistance au sel près des côtes, tandis que d’autres sont résistants aux intempéries et contiennent des quantités accrues de Ni et de Cu afin d’augmenter la résistance à la corrosion atmosphérique.