Solutions pour l'assemblage et le collage du métal
Travaillons ensemble ! Les produits de collage du métal 3M évoluent constamment pour mieux répondre à vos besoins. Si vous avez besoin d'aide pour trouver le bon adhésif ou ruban pour coller le métal ou si vous avez d'autres questions sur les solutions 3M d'assemblage et de collage du métal :
Collage du métal pour les professionnels
Le métal fait partie des matériaux relativement bien adaptés au collage. Néanmoins, il est important de trouver le bon produit adapté à l'application correspondante. Le choix de l'adhésif, une analyse de charge ainsi qu'un éventuel traitement de surface constituent des facteurs déterminants d'une bonne adhérence. Le collage peut alors remplacer de plus en plus le soudage, le vissage ou le rivetage. Ces avantages sont utilisés aujourd'hui dans l'ingénierie mécanique, la construction automobile, l'architecture ou l'industrie électrique.
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- De quel métal s'agit-il ?
- Comment est la surface (oxydée, huileuse, traitée en surface, peinte) ?
- Quelle est la surface géométrique d'assemblage (plate, angulaire ou localisée) ?
- Existe-t-il des spécifications ou des contraintes de traitement ?
- Type et étendue de la charge sur l'assemblage (dynamique, robuste, résistante à la chaleur) ?
- Quelle sera l'utilisation ultérieure du métal collé ?
À ce stade déjà, c'est une évidence : il n'existe pas d'adhésif unique pour les métaux. Les propriétés de l'adhésif, telles que la composition, la viscosité ou la résistance aux températures, doivent être adaptées à la surface à coller. Par exemple, les pièces à ajustement précis où de petites surfaces sont assemblées imposent à l'adhésif des exigences différentes que dans le cas du laminage de grandes surfaces.
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Assemblage avec des fixations mécaniques par rapport au collage par adhésif
Les fixations mécaniques font partie intégrante du travail des métaux depuis de nombreuses années, et elles constituent une solution populaire pour les assemblages métalliques. Si les fixations métalliques sont souvent le choix le plus répandu, elles ne sont peut-être pas les mieux adaptées à vos besoins. Les colles industrielles offrent six avantages clés par rapport aux autres méthodes d'assemblage industrielles :
- Élimine la nécessité de percer des trous – Le perçage est une opération longue, et les trous peuvent affaiblir le support et être plus facilement affectés par la corrosion.
- Répartition uniforme de la contrainte sur l'assemblage – plutôt que de regrouper la contrainte autour de plusieurs points de fixation, le substrat supporte une contrainte uniforme sur toute la surface de collage
- Utilisation de matériaux plus fins et légers – une répartition uniforme des contraintes permet de réduire l'épaisseur du substrat, car il n'est plus nécessaire de l'adapter aux points de contrainte autour des fixations.
- Collage et isolation de matériaux différents – Les colles industrielles sont capables de se coller à toute une gamme de substrats métalliques et non métalliques, tout en réduisant les risques de corrosion galvanique.
- Collage et scellage simultanés – les colles forment des liaisons solides, tout en empêchant la pénétration ou la sortie des fluides
- Réduction des vibrations – les colles résistantes permettent de dissiper l'énergie plutôt que de la transmettre
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Soudure/brasage/soudure (collage thermique) par rapport au collage par adhésif
Les applications de liaison thermique comme le soudage sont populaires en raison de leur rapport qualité-prix et de leur rapidité d'exécution. Tout comme les collages, les liaisons thermiques sont durables et étanches lorsqu'elles sont appliquées correctement. Toutefois, les colles offrent plusieurs avantages que les liaisons thermiques ne présentent pas :
- Permet l'utilisation de métaux différents – les différents métaux sont protégés contre la corrosion galvanique
- Entretien du collage : le collage est plus facile à démonter, entretenir et réparer
- Réduit les coûts de main-d'œuvre – une application rapide et facile qui contribue à réduire le coût total
- Améliore l'esthétique : le processus de collage ne déforme pas et ne décolore pas les substrats
- Permet l'utilisation de substrats plus fins – le métal n'étant pas déformé, un substrat plus fin peut être tout aussi résistant
- Coûts énergétiques réduits – moins gourmands en énergie que la liaison thermique
- Améliore le confort et la sécurité des travailleurs – la plupart des colles peuvent être appliqués à température ambiante sans nécessiter d'apport calorifique intense
- Finition plus rapide – sans risque d'oxydation ou de déformation, la finition est plus rapide et plus facile
Choix d'adhésif pour métal
Une large gamme d'adhésifs pour métal ou de rubans adhésifs est aujourd'hui disponible pour le collage des métaux entre eux ou avec d'autres matériaux composites : pour une résistance élevée au cisaillement, ainsi que pour une bonne résistance aux températures et aux produits chimiques ou pour des charges dynamiques.
Le choix des adhésifs ou des rubans adhésifs dépend fortement de l'énergie de la surface à coller, et pas seulement dans le cas du collage des métaux. L'énergie de surface est une mesure de la capacité d'un adhésif à adhérer à la surface à coller. Par rapport à de nombreux plastiques, les métaux présentent une haute énergie de surface comprise entre 1 000 et 5 000 mN/m (polytétrafluoroéthylène, PTFE, par exemple, seulement 18 mN/m) et sont donc adaptés à un bon mouillage avec des adhésifs.
Pour le choix d'un adhésif approprié, cela signifie choisir un adhésif à faible tension superficielle, car plus la viscosité de l'adhésif est faible, plus il est facile de mouiller la surface de la pièce. La plupart des adhésifs pour métal sont donc des adhésifs bicomposant constitués d'un durcisseur. Les adhésifs acryliques, époxy et polyuréthane sont principalement utilisés.
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Adhésifs acryliques
Les adhésifs acryliques sont robustes. Pour le collage structural de métaux avec des surfaces enduites, peintes et des plastiques, des adhésifs bicomposant réactifs à base d'acrylate, tels que les adhésifs MMA, conviennent également. Ils adhèrent également aux surfaces légèrement huileuses et conviennent donc bien aux métallurgistes. Avec env. 20 MPa, ils permettent d'obtenir une bonne résistance.
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Colles époxy
Les colles époxy offrent les plus hautes résistances (30 à 40 MPa). Elles sont cependant très exigeantes en termes de préparation de surface : celle-ci doit être en effet totalement dépourvue de graisse et de poussière. Les couches de rouille ou d'oxyde sur la surface métallique constituent toujours un problème. Les colles époxy adhèrent en général très bien à la rouille, mais la rouille n'adhère pas bien aux surfaces des pièces à assembler. Les pièces en acier doivent donc être complètement dérouillées et idéalement polies. L'aluminium peut également être collé au moyen de colles époxy, ainsi qu'avec des adhésifs résine acrylique, mais ceux-ci présentent une résistance inférieure. Les colles époxy conviennent également au laiton, car les matériaux en cuivre forment des acrylates de cuivre en combinaison avec les adhésifs résine acrylique, qui ne durent pas longtemps. Comme pour l'acier, les surfaces doivent d'abord être poncées pour obtenir une finition brillante.
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Colles polyuréthane
Les colles polyuréthane sont résistantes aux UV et permettent également d'assembler des surfaces métalliques peintes. Les adhésifs réactifs bicomposant à base de polyuréthane (PUR) permettent un long temps ouvert et conviennent pour le collage de panneaux composites où de plus grandes surfaces de différents matériaux doivent être fixées. Les colles PUR monocomposant ou les polymères MS sont souvent utilisés pour des joints collés jusqu'à plusieurs millimètres de largeur pour des matériaux exposés de façon permanente ou temporaire à des vibrations.
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Colles anaérobies/mastics
Les colles anaérobies/mastics (également les mastics liquides) empêchent les fuites, les vibrations, le détachement et la corrosion du joint. Ils sont utilisés pour fixer et étanchéifier des filetages, pour fixer des pièces cylindriques, pour étanchéifier et pour étanchéifier des tuyaux. Par exemple, les carters de boîte de vitesses, les socles de carter, les pompes à eau ou les carters d'arbre à cames sur la culasse peuvent également être étanchéifiés.
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Rubans adhésifs
Les rubans adhésifs pour le collage du métal, par exemple au moyen d'un adhésif résine acrylique, présentent également une grande adaptabilité aux surfaces à coller. Ils conviennent idéalement pour coller des matériaux similaires ou des matériaux distincts comme le métal (par exemple, l'acier, l'acier inoxydable et l'aluminium présentant également des surfaces thermolaquées) avec du plastique, du bois ou du verre. Les rubans hautes performances, tels les rubans de la gamme 3M™ VHB™ de 3M, sont composés à 100 % d'adhésif acrylique à cellules fermées et permettent un collage sans tension grâce à la flexibilité de la colle. Ils sont résistants aux températures, aux intempéries et aux UV.
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Colles thermofusibles
Les colles thermofusibles sont également courantes : elles sont appliquées à l'état liquide à env. 150 °C - 190 °C, et les pièces doivent être assemblées avant que la colle ne solidifie. Citons comme exemple le pistolet à colle thermofusible.
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Mastics
L'utilisation de mastics n'a cessé d'augmenter depuis quelques années. Il s'agit de systèmes qui proviennent à l'origine du domaine de l'étanchéité mais qui sont également très efficaces en termes de technologie adhésive. Ces mastics adhésifs, de préférence à usage monocomposant, sont également proposés à base de polyuréthane (PUR) ou de polymères dits à terminaison silane (STP, MS). Les systèmes individuels à deux composants et les systèmes dits « booster » ont également leur place ici. Ce procédé, souvent appelé colle d'étanchéité ou colle à couche épaisse, révèle ses atouts par le fait que le joint adhésif conserve une certaine élasticité et compense ainsi les tensions, les dilatations ou les vibrations. Cette propriété est souvent utilisée dans la construction de véhicules, de machines et de systèmes de ventilation. En d'autres termes, les applications où les vibrations et les oscillations sollicitent fréquemment un joint collé.
Collage de différents métaux
Les métaux sont faciles à coller, même si chacun d'entre eux est unique. Voici les principaux types de métaux.
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Acier inoxydableL'acier inoxydable est un alliage de fer comprenant du carbone et d'autres métaux ajoutés en vue de résister à la corrosion. Couramment utilisé dans les ustensiles de cuisine, les couverts, les cuisines commerciales et le traitement des aliments, il s'applique également aux instruments chirurgicaux, aux industries automobile ou aérospatiale, ainsi qu'aux équipements industriels généraux et aux façades de bâtiments. L'acier inoxydable est facile à coller, mais doit être exempt de saleté, de poussière, de traces de doigt et d'huile de machine.
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AcierL'acier est un alliage de fer comprenant une petite quantité de carbone, laquelle améliore sa résistance. Les surfaces en acier sont généralement recouvertes avant ou après le collage pour prévenir la corrosion, soit de zinc (acier galvanisé) ou de certains types de peintures. Si la surface en acier est recouverte avant le collage, la colle se lie au revêtement utilisé au lieu de l'acier lui-même et cela affecte l'énergie de surface, ainsi que la capacité de mouillage de la colle. D'autres colles et rubans adhésifs sont conçus pour résister au processus de revêtement ou de peinture.
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AluminiumL'aluminium est un métal relativement souple, durable, léger, déformable et malléable, qui est facilement usiné, coulé et extrudé. Il est pratiquement toujours allié afin d'améliorer ses propriétés mécaniques. L'aluminium résiste à la corrosion, grâce à la fine couche d'oxyde d'aluminium qui se forme presque immédiatement lorsque le métal nu est exposé à l'air. L'aluminium doit souvent être nettoyé ou abrasé pour enlever la saleté, la poussière, les traces de doigts et l'huile de machine.
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Métaux contenant du cuivreLe cuivre est un métal souple, malléable et déformable présentant une excellente conductivité électrique et thermique. Il est sujet à la corrosion et ne doit pas être en contact avec des matériaux susceptibles de provoquer ou d'augmenter la corrosion, en particulier d'autres métaux. Les métaux susceptibles de se corroder sur de longues périodes, tels que le cuivre et ses alliages en laiton et en bronze, doivent faire l'objet d'une attention particulière lors du choix de la colle. 3M propose des colles et des rubans adhésifs spécialement conçus pour résister à la corrosion et être compatibles avec le cuivre.
Préparation de surface avant collage sur métal
La règle générale pour les métaux est la suivante : le prétraitement de surface améliore le mouillage avec l'adhésif ! Étant donné que les oxydations ainsi que les huiles et les graisses forment des couches de séparation sur lesquelles les adhésifs peuvent bien adhérer, mais que cette couche n'adhère pas à son tour assez bien au métal, elles doivent être soigneusement éliminées. La règle suivante s'applique : nettoyez ou dégraissez d'abord, puis meulez ou décapez, pour éviter que des impuretés soient broyées (décapées) dans le métal pendant le processus de meulage et continuent à avoir un effet de séparation au niveau de l'adhésif. De plus, les métaux stockés à des températures basses ou négatives doivent être suffisamment tempérés avant le collage pour éviter la condensation.
Le collage du métal est réglementé par la norme VDI 2229.
Témoignages de clients
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