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Les vis et les écrous sont des éléments importants en matière de fixation. Ils permettent de réaliser des assemblages fiables et amovibles entre deux ou plusieurs pièces. Notre guide vous explique les types de vis et d'écrous existants, leur utilité et les points à prendre en compte lors de l'achat.
Les vis et les écrous sont des éléments de fixation qui sont utilisés en combinaison avec des outils tels que les tournevis, les clés dynamométriques ou les embouts pour réaliser des vissages. Ils permettent d'assembler des composants de manière permanente ou temporaire. Comme les vis et les écrous peuvent être séparés les uns des autres en raison de leurs propriétés mécaniques, les assemblages peuvent être défaits à tout moment. C'est un avantage par rapport au soudage, au rivetage ou au collage, qui sont des opérations irréversibles.
En général, les vis et les écrous sont faciles à manipuler et à mettre en œuvre et sont utilisés dans de nombreux domaines, de la fabrication de meubles à la production de machines. Ils sont utilisés aussi bien pour le bricolage et les activités de réparation domestiques que dans les entreprises artisanales professionnelles et dans l'industrie. En principe, les vis et les écrous sont utilisés chaque fois que des pièces doivent être fixées les unes aux autres de manière rapide, sûre et fiable.
Mais comment les vis et les écrous établissent-ils une connexion ? Pour le comprendre, il faut examiner de plus près leur structure. Une vis se compose d'une tige métallique dans laquelle est réalisé un filetage et qui se termine généralement par une tête. Dans le cas des vis à filetage complet, le filetage s'étend jusqu'à la tête. Dans le cas des vis à filetage partiel, une tige lisse se trouve entre la tête et le filetage. Classiquement, une vis passe par un trou ou par un filetage prépercé dans la pièce et est fixée de l'autre côté par un écrou. L'écrou constitue la contrepartie adéquate. Il dispose d'un filetage intérieur qui correspond exactement au filetage extérieur de la vis.
Pour protéger les matériaux tendres ou sensibles, comme le bois ou les tôles fines, contre les dommages pouvant être causés par les forces de friction et de pression lors du vissage, des rondelles supplémentaires sont souvent utilisées. Elles agissent comme un bouclier de protection sur la surface du matériau et empêchent le matériau de céder à la pression de la vis ou de l'écrou en répartissant les forces sur une plus grande surface. Elles assurent ainsi un meilleur contact et augmentent en même temps la force de précontrainte, de sorte que l'assemblage vissé ne se desserre pas aussi rapidement.
Les assortiments de vis sont la solution idéale pour ceux qui souhaitent se procurer un équipement de base en vis de différents types et tailles. Selon le modèle, ils contiennent également les écrous et les rondelles correspondants.
L'offre de vis est vaste. Il existe des modèles spécifiques pour presque toutes les applications, qui se distinguent par leur taille, leur géométrie, la forme du filetage, la forme de la tête, le matériau et la nature. Les vis à filetage régulier, dont la fixation nécessite soit un contre-filet prépercé, soit un écrou adapté, sont souvent utilisées. Il s'agit le plus souvent de vis à filetage métrique ISO. En fonction de leur forme et de la géométrie de leur tête, elles sont spécifiées de manière détaillée selon les normes ISO. Ainsi, la norme ISO 4017 (anciennement DIN 933) définit par exemple les caractéristiques de base des vis à tête hexagonale dont le filetage s'étend jusqu'à la tête.
Les vis à filetage métrique sont appelées vis métriques et sont souvent identifiées par la lettre M suivie d'un chiffre. M signifie "métrique", tandis que le chiffre indique le diamètre extérieur en mm. Par exemple, l'indication "M5" signifie qu'il s'agit d'une vis avec un filetage métrique et un diamètre extérieur de 5 mm. Parfois, un deuxième chiffre est également indiqué. S'il est plus petit que le premier chiffre, il se réfère au pas de vis. S'il est plus grand, il se réfère à la longueur de la vis. Ainsi, M5 x 0,75 désigne une vis métrique d'un diamètre extérieur de 5 mm et d'un pas de vis de 0,75 mm. M5 x 16, en revanche, désigne une vis M5 d'une longueur de 16 mm. Normalement, les vis sont vissées vers la droite. Les vis portant la mention "LH" pour Left Hand ou gauche constituent une exception. Elles sont vissées vers la gauche.
Différentes des vis métriques, les vis au pas américain ont comme leur nom l'indique un filetage exprimé en pouce, au diamètre extérieur indiqué en pouces. Un filetage en pouces se distingue d'un filetage métrique par le fait que le diamètre et le pas se comportent différemment l'un par rapport à l'autre. C'est pourquoi une vis métrique ne s'adapte pas à un pas en pouce et vice versa..
Outre les vis qui nécessitent un contre-filetage préfabriqué pour la fixation, il existe des vis qui génèrent elles-mêmes leur contre-filetage lorsqu'elles sont vissées. Le filetage intérieur assume alors quasiment la fonction d'écrou. Dans ce contexte, on distingue les vis autotaraudeuses, les vis autoforeuses et les vis autoformeuses. Les vis autotaraudeuses disposent d'un filetage avec des rainures trempées à arêtes vives qui découpent le contre-filetage lors du vissage. Pour cela, il faut percer un trou préliminaire (de plus petit diamètre).
Les vis autoforeuses effectuent le préperçage et le taraudage en une seule opération. Pour cela, elles sont équipées d'une pointe de perçage à deux tranchants qui crée le trou et d'un filet qui taraude ensuite son contre-filetage et permet un ancrage dans le matériau. Contrairement aux vis autotaraudeuses et aux vis autoforeuses, les vis autoformeuses fonctionnent sans enlèvement de matière. Elles rainurent ou forment leur filet par déformation dans un trou prépercé et sont utilisées en combinaison avec des matériaux plastiquement déformables. Contrairement aux filetages taillés, les filetages formés sont sans jeu. Il en résulte un autoblocage plus important, ce qui a pour avantage d'éviter que les assemblages ne se défassent d'eux-mêmes et de les rendre plus durables. En outre, les vis autoformeuses permettent de réaliser des filetages métriques ISO.
Les vis peuvent en outre être classées en fonction de leur domaine d'application. On distingue les vis à bois, les vis à tôle, les vis à métaux et les vis à béton. Les vis à bois sont, comme leur nom l'indique, utilisées pour les vissages dans du bois et sont donc souvent utilisées dans la construction et des meubles en bois. Elles sont de forme conique et disposent d'un filetage grossier autotaraudeur qui produit son propre contre-filet lors du vissage. Les vis à bois sont donc des vis autotaraudeuses. Les vis à bois sont donc des vis autotaraudeuses. La nécessité ou non de prépercer un trou dépend de la nature et de la géométrie de la pointe de la vis ainsi que de la tendreté du bois.
Les vis à tôle produisent également leur propre contre-filetage. Ils sont généralement utilisés pour fixer des pièces à une tôle sur laquelle se trouvent déjà des trous ou des orifices. Elles sont en général utilisées pour fixer des pièces à une tôle déjà percée ou trouée. Bien qu'elles soient de forme conique comme les vis à bois, elles semblent plus trapues. En outre, elles ont une pointe moins prononcée et un filetage qui s'étend jusqu'à la tête de la vis. Il ne faut pas confondre les vis à tôle avec les vis à métaux. Dans le langage courant, on appelle vis à métaux les vis à filetage métrique qui ne sont pas autotaraudeuses ou autoformeuses, mais qui nécessitent un contre-filet ou un écrou existant pour être fixées. Les vis à tôle n'ont pas de filetage métrique.
Les vis pour pierre ou vis à béton sont conçues spécialement pour des vissages dans de la pierre, du béton et de la maçonnerie. Pour ce faire, on commence en général par préforer un trou à l'aide d'un marteau perforateur ou d'un foret pour pierre et béton. De nombreux forets à béton taraudent eux-mêmes et se serrent automatiquement lors du vissage. Les vis pour fenêtres constituent une autre variante de vis à pierre. Elles peuvent être vissées sans cheville directement dans le béton, la maçonnerie ou le bois.
Un écrou est la contrepartie d'une vis. Il est doté d'un filetage intérieur adapté au filetage de la vis et dispose en général d'un contour extérieur prismatique, ce qui permet de le serrer à l'aide d'une clé à molette ou d'une clé dynamométrique. Les écrous sont disponibles dans autant de variantes que les vis. Le plus courant est l'écrou hexagonal. Il est de forme hexagonale et se serre à l'aide d'une clé hexagonale. Les écrous à oreilles sont quant à eux fixés à la main ou avec les doigts. Ils ont un contour extérieur conique et disposent de deux ailes qui se prennent entre le pouce et l'index et permettent d'appliquer le couple de serrage nécessaire à la main. Les écrous moletés sont également fixés manuellement. Leur surface extérieure est cylindrique et moletée, ce qui facilite la préhension avec les doigts.
Les écrous ne se distinguent pas seulement par leur contour extérieur, mais aussi par leur utilisation. Un contre-écrou, par exemple, est utilisé en combinaison avec un écrou primaire et est tourné contre celui-ci. Il en résulte une adhérence entre les écrous ainsi qu'entre les écrous et la vis. Cela permet d'obtenir un assemblage encore plus solide. Cela permet d'obtenir un assemblage encore plus solide. Une fixation sûre est importante car les écrous normaux peuvent se desserrer ou même se détacher complètement avec le temps, sous l'effet des vibrations et d'autres influences extérieures. Pour éviter cela, on utilise, outre les contre-écrous, des écrous de sécurité ou des écrous d'arrêt. Il s'agit d'écrous hexagonaux dotés d'une petite protubérance annulaire sur le dessus. À l'intérieur du bossage se trouve une rainure avec une bague en plastique qui se déforme lorsque l'écrou est vissé sur le filetage de la vis. L'écrou est fixé par la force qui en résulte.
Lors de l'achat de vis et d'écrous, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Tout d'abord, les éléments de fixation doivent être suffisamment résistants pour supporter les conditions ambiantes. En règle générale, les vis et les écrous sont fabriqués en métal, principalement en acier ou en acier inoxydable, plus rarement en laiton ou en aluminium. Les modèles en acier simple sont en outre brunis, phosphatés, électrozingués, étamés ou recouverts d'un autre revêtement afin de prévenir la corrosion. Les vis et les écrous en acier galvanisé sont les plus courants. Ils peuvent être utilisés à l'intérieur et à l'extérieur. Les vis et les écrous en acier inoxydable de qualité A2 et A4 sont intrinsèquement peu corrosifs ou inoxydables. L'acier inoxydable A2 ne rouille que difficilement, mais sa résistance à l'humidité et aux acides est limitée. En revanche, l'acier inoxydable A4 résiste aux acides et à l'eau de mer et peut également être utilisé sous l'eau. Pour un assemblage sûr, il est essentiel que les vis et les écrous soient compatibles. C'est le cas lorsque la taille du filetage (diamètre extérieur, diamètre des flancs et diamètre du noyau), le pas de vis et le type de filetage correspondent. Tout comme les vis, les écrous sont disponibles avec un filetage métrique, un filetage métrique fin et un filetage en pouces.
Lors du choix de vis adaptées, il faut veiller à ce que celles-ci conviennent au matériau de base et présentent la bonne forme de tête ou la bonne empreinte. L'empreinte désigne le profil de la tête de vis. Il doit être adapté à l'outil concerné afin d'éviter tout dérapage lors du serrage ou du desserrage de la vis et de transmettre efficacement le mouvement de rotation. L'empreinte à fente est la plus ancienne des empreintes de vis. La conception ouverte sur le côté ne guide toutefois pas les tournevis et les embouts à lame plate de manière optimale. Les vis à empreinte cruciforme autocentrant ou à empreinte Phillips et son évolution, l'empreinte Pozidriv ou PZ, permettent un travail plus efficace. Des couples encore plus élevés sont transmis par l'empreinte ronde à six pans intérieurs en forme d'étoile, connu sous le nom de marque Torx. La variante extérieure de Torx est l'empreinte ronde à six pans extérieurs. Les autres empreintes utilisées dans le secteur professionnel sont Torx Plus, MTS-Mortorq et LocTec. Les vis pour la construction métallique ont généralement une empreinte hexagonale. Pour le vissage, on utilise des écrous hexagonaux de diamètre identique. La transmission de la force n'est pas aussi efficace qu'avec l'empreinte à six pans creux ou Inbus.
La sécurité des vissages est primordiale. Outre les éléments de blocage par adhérence ou par forme tels que les contre-écrous, les goupilles fendues ou les crochets, il est également possible d'utiliser des freins filet sous forme de colles à adhérence moyenne ou élevée. De tels produits sont appliqués uniformément sur les vis et les écrous et durcissent en l'absence d'air. Le temps nécessaire à la prise de la colle dépend du matériau. Pour les matériaux dits actifs, qui contiennent beaucoup de cuivre ou de fer, la colle durcit plus rapidement que pour les matériaux passifs comme le zinc ou l'aluminium. Pour prévenir le vol, on utilise des vis de sécurité. Elles sont équipées d'une tête de vis spéciale qui ne peut être dévissée qu'avec un outil explicitement prévu à cet effet.
Les vis et les écrous peuvent être répartis en différentes classes de résistance en fonction de leur solidité. Pour les vis, la classe de résistance est indiquée par deux chiffres, par exemple 10.9 ou 4.6. Le premier chiffre se réfère à la résistance maximale à la traction du matériau de la vis. Si celle-ci est trop faible par rapport au matériau, il peut arriver que la tête de la vis se casse et que le reste de la vis reste coincé dans la pièce. Le deuxième chiffre fait référence à la limite d'élasticité ou à l'extensibilité du matériau de la vis. Pour les écrous, la classe de résistance n'est indiquée que par un seul chiffre, qui se réfère à la résistance à la traction. La limite d'élasticité ne joue aucun rôle ici. La classe de résistance des vis et des écrous devrait toujours être adaptée à la pièce à usiner. En outre, il ne faut pas utiliser des vis et des écrous de classes de résistance différentes.
Que sont les vis SPAX ?
SPAX est une marque déposée en 1967 par la société Altenloh, Brinck & Co. pour les vis autotaraudeuses pour panneaux d'aggloméré (SPA) à empreinte cruciforme (X). L'un des avantages des vis SPAX est qu'elles réduisent le frottement lors du vissage et qu'il y a moins de tensions et de fissures dans le matériau. Cela est dû à un filetage spécialement ondulé, qui frotte le matériau au début, de sorte que le filetage peut suivre avec moins de friction.
Comment utilise-t-on des vis sans tête ?
Les tiges et boulons filetés sont souvent conçus sans tête et n'ont donc pas de profil servant d'entraînement à l'outil. Ils sont vissés à la main, à l'aide d'une pince ou d'une clé à outils avec un filetage intérieur adapté. Les goujons et les vis sans tête disposent, au lieu d'une tête de vis, d'un logement pour un six pans creux afin de faciliter le vissage et le dévissage.