Contrôles du serrage des écrous et des goujons à souder (essais et inspections)

Vous êtes-vous déjà demandé comment l'intégrité des écrous et vis soudés de votre voiture était garantie ? Cet article révèle le processus méticuleux des contrôles de qualité et des inspections qui assurent la sécurité et la fiabilité de votre véhicule. Découvrez comment divers tests et normes sont appliqués pour garantir la solidité et la durabilité de ces composants essentiels.

Guide d'expert pour le contrôle du serrage des écrous et des goujons à souder

Table des matières

Introduction

L'appareil de serrage des écrous et des vis à souder nécessite une assurance de qualité au cours du processus d'installation. Garantir l'intégrité de ces composants est essentiel pour maintenir la fiabilité et la sécurité globales de la structure assemblée. Pour évaluer la qualité de la soudure et la fiabilité du processus, il est essentiel de contrôler la résistance de l'installation tout au long de la procédure. Ce contrôle continu permet de détecter toute déviation ou anomalie susceptible de compromettre l'intégrité de la soudure.

Pour renforcer la fiabilité du processus d'installation, des mesures supplémentaires d'assurance de la qualité peuvent être intégrées dans le flux de production. Ces mesures peuvent inclure la collecte et l'analyse de données en temps réel, des systèmes d'inspection automatisés et des techniques de contrôle statistique des processus (SPC). En incorporant ces méthodes avancées d'assurance qualité, les fabricants peuvent potentiellement éviter la nécessité d'inspections ultérieures des écrous et vis à souder, ce qui permet de rationaliser le processus de production et de garantir une qualité constante.

1. Vue d'ensemble

Ce document normatif traite du serrage des écrous et goujons soudés sur les plaques d'acier et décrit le processus d'installation des boulons. Il détaille les conditions d'installation des soudures pour l'ensemble du véhicule. Les services compétents sont responsables de ces inspections. Les méthodes non mentionnées dans le document ne doivent pas être utilisées. Le service de fabrication exige une inspection du processus. En cas de problèmes de qualité, le service qualité peut augmenter le nombre d'inspections aléatoires. Pour améliorer la qualité et le système, et en réponse aux problèmes de qualité, il est nécessaire de procéder à des essais destructifs sur le châssis du véhicule.

2. Autres documents applicables

  • MBN 73B - Ecrous hexagonaux
  • MBN 73C - Ecrous carrés
  • MBN 75 - Goujons filetés à souder
  • MBN 10176 - Ecrous hexagonaux à collerette
  • MBN 10369 - Ecrous ronds
  • MBN 10390 - Ecrous ronds en forme de dôme
  • MBN 10391 - Goujons à souder avec anneau de soudure
  • N13008 - Écrous à collerette
  • DIN EN ISO 14270 - Taille des échantillons et procédures d'essai pour le décapage mécanique des points de soudure et des joints
  • DIN EN ISO 14272 - Taille des échantillons et procédures d'essai pour l'essai de traction transversale des points de soudure
  • DIN EN ISO 14273 - Taille des échantillons et procédures d'essai pour l'essai de cisaillement des points de soudure et des joints

3. Utilisation d'abréviations, de définitions et de symboles

Soudure de frontière : Une soudure d'assemblage est une soudure par fusion incomplète, dans laquelle le goujon adhère simplement à la pièce métallique sans avoir la résistance requise.

4. Spécifications des matériaux et du cycle

Pour contrôler les matériaux et les cycles, tous les matériaux, méthodes, processus, pièces et systèmes doivent être conformes aux spécifications légales applicables.

5. Description de l'activité

Le contenu suivant ne peut s'appliquer qu'à l'acier soudage de plaques.

6. Catégories d'installation

Écrous en tôle d'acier

Catégorie A

Catégorie B

Styles

  • Écrou carré (MBN 73C ou DIN 928)
  • Écrou hexagonal (MBN 73B ou DIN 929)
  • Ecrou rond à souder (MBN 10369)

Style A Style B

  • Écrou hexagonal avec bride (MBN 10176)
  • Ecrou rond

Goujon à souder

  • Classe A
  • Classe B

Exemple : MBN 75        MBN 10391

7. Essais non destructifs

7.1 Description de la séquence de la procédure

Toutes les soudures identifiées comme défectueuses par la surveillance des paramètres (comme le marquage couleur) doivent être réparées. Des échantillons de test supplémentaires doivent être séparés des pièces de test aléatoires spécifiées qui sont produites. Les documents de processus pertinents doivent être consultés lors de l'inspection des goujons et des écrous soudés. Le service d'inspection doit enregistrer le processus d'inspection en détail, y compris les méthodes utilisées pour identifier les défauts dans les éprouvettes.

7.2 Inspection visuelle

7.2.1 Processus d'inspection

Les inspections visuelles doivent être conformes aux normes d'évaluation établies. Ces inspections doivent être effectuées par des inspecteurs qualifiés, à une distance et dans des conditions d'éclairage appropriées, afin de garantir la précision et la cohérence des résultats.

7.2.2 Registres d'inspection

Les inspections visuelles doivent être méticuleusement consignées dans une liste de contrôle. Tout défaut confirmé, tel que des points de soudure se dirigeant vers le bord, doit être immédiatement traité et corrigé au sein du système de production ou de l'équipement de soudage afin d'éviter qu'il ne se reproduise.

7.2.3 Normes d'évaluation

Le contrôle des écrous soudés doit respecter les normes décrites dans le tableau ci-dessous. Ces normes garantissent que toutes les soudures répondent aux critères de qualité et de sécurité requis.

Numéro de sérieCritères d'évaluation :Exemple
1Soudures manquées des goujons/écrous  
2Endommagement ou contamination des goujons/écrous (y compris les éclaboussures de soudure et les dommages causés au filetage)  
3L'écart est inapproprié
h > 0,1m
  
4Écart par rapport à la position centrale
Les écrous ne doivent pas gêner l'installation des boulons.
  
Valeurs de référence :
Pour les écrous dont M ≤ 5, S doit être ≤ 1mm.
Pour les écrous avec M ≥ 6, S doit être ≤ 2mm.
Pour les écrous ronds cintrés, S doit être < 0,8 mm.
 

Le respect de ces normes permet de maintenir la qualité et la fiabilité des soudures, garantissant ainsi la sécurité et la performance du produit final.

7.3 Test de couple

7.3.1 Écrous soudés

Inspection externe

Avant de procéder à l'essai de couple sur les écrous soudés, un contrôle externe est obligatoire. Ce contrôle doit être conforme aux normes spécifiées au point 7.2.3. L'objectif de ce contrôle est d'identifier tout défaut ou irrégularité visible susceptible d'affecter l'intégrité de la soudure ou la performance de l'écrou lors de l'essai de couple.

Procédure d'essai de couple

Le contrôle du couple est une étape essentielle pour garantir la résistance et la fiabilité des écrous soudés. Les étapes suivantes décrivent la procédure à suivre :

  1. Choix de la clé dynamométrique: Utiliser une clé dynamométrique étalonnée et se situant dans la plage de test appropriée pour le type spécifique d'écrou soudé testé.
  2. Application du couple: Appliquer progressivement le couple de serrage à l'écrou. Il est essentiel d'augmenter le couple de façon régulière afin d'éviter toute contrainte soudaine qui pourrait entraîner une défaillance prématurée.
  3. Observation du cordon de soudure: Surveiller attentivement le cordon de soudure pendant l'application du couple. L'objectif principal est de détecter tout signe de cisaillement ou de fissuration.
  4. Évaluation de la force: Si le cordon de soudure se cisaille ou se fissure avant d'atteindre le couple minimal spécifié, l'écrou soudé est considéré comme n'ayant pas une résistance suffisante et échoue à l'essai.
Normes d'essai

Les normes et procédures détaillées relatives au contrôle du couple de serrage des écrous soudés figurent au point 7.3.3. Ces normes décrivent les valeurs de couple spécifiques, les conditions d'essai et les critères d'acceptation qui doivent être respectés pour garantir que les écrous soudés sont aptes à l'emploi.

Mesure du couple
M46 Nm
M58 Nm
M614 Nm
M832 Nm
M1070 Nm
M12100 Nm

Note : Le contrôle du couple doit être effectué sur les écrous carrés et hexagonaux, tandis que l'épaisseur de l'écrou doit être vérifiée. tôle d'acier n'a pas besoin d'être prise en compte pour les écrous en forme d'arc et les écrous ronds.

7.3.2 Soudage des goujons

Au cours du processus de contrôle du couple, il faut d'abord serrer les deux écrous sur le goujon soudé (comme le montre la figure 1), puis appliquer un couple de contrôle Mtest prédéterminé à l'aide d'une clé dynamométrique appropriée, soumettant ainsi l'écrou à une charge de torsion (comme le montre la figure 2).

Figure 1 : Vue latérale du goujon à souder
Figure 2 : Matériel d'inspection (goujon de soudage, deux écrous, clé dynamométrique)

Retirez ensuite les deux écrous. Il est possible d'utiliser un écrou approprié (comme le montre la figure 3). Installez l'écrou à fond, puis vérifiez le couple de serrage.

Figure 3 : Écrou sélectionnable (h : en fonction des conditions réelles)

7.3.3 Critères d'évaluation

Après le contrôle du couple, l'installation des vis et des écrous doit être évaluée sur la base des descriptions fournies dans le tableau ci-dessous.

Numéro de sérieCritères d'évaluation Exemple 
1Les vis et les écrous ne doivent pas être desserrésLes vis et les écrous ne doivent pas être desserrés  
2Les cordons de soudure ne peuvent pas présenter de séparation  
3Les cordons de soudure ne doivent pas être endommagés (fissurés).Les cordons de soudure ne doivent pas être endommagés (fissurés).  

7.3.4 Essai de couple des écrous circulaires MBN 10369 et MBN 10390 (écrous en arc)

Avant d'effectuer des essais de couple sur les écrous circulaires, il faut d'abord procéder à des inspections visuelles, comme indiqué à la section 7.2.3. Commencez par visser un boulon dans l'écrou circulaire à l'aide d'une clé dynamométrique dont la plage de couple est appropriée.

Lors de l'essai, l'écrou est soumis à un couple par la vis. Si une fissure apparaît au niveau du joint avant d'atteindre le couple minimum, la résistance est jugée insuffisante. La norme d'essai figure au point 7.3.3.

  • Couple minimum pour l'écrou circulaire M5 : 8Nm
  • Couple minimum pour l'écrou circulaire M6 : 14Nm
  • Couple minimum pour l'écrou circulaire M8 : 32Nm
  • Couple minimum pour l'écrou circulaire M10 : 70Nm
  • Couple minimum pour l'écrou circulaire M20 : 100Nm

7.3.5 Contrôle du couple des écrous de mise à la terre

Avant de procéder aux essais de couple, il faut d'abord effectuer des inspections visuelles, comme indiqué au point 7.2.3. Commencez par visser un boulon dans l'écrou de terre à l'aide d'une clé dynamométrique dont la plage de couple est appropriée.

Pendant l'essai, l'écrou est soumis à un couple par le boulon. Si une fissure apparaît au niveau du joint avant d'atteindre le couple minimum, la résistance est jugée insuffisante. La norme d'essai figure au point 7.3.3.

  • Couple pour l'écrou de mise à la terre M6 : 14 Nm
  • Couple pour l'écrou de mise à la terre M8 : 27Nm

7.3.6 Contrôle du couple des écrous inaccessibles

Les écrous installés dans des cavités qui ne nécessitent pas de tests réguliers peuvent être testés à l'aide de vis sans tête. Vissez le boulon sans tête dans l'écrou, puis utilisez une clé dynamométrique avec une plage de couple appropriée pour tester le couple de l'écrou.

Si une fissure apparaît dans l'écrou avant d'atteindre le couple minimal, la résistance est jugée insuffisante. La norme d'essai figure au point 7.3.3.

Mesure du couple
M44 Nm
M55 Nm
M68 Nm
M820 Nm
M1050 Nm
M1280 Nm

Remarque : des vis supplémentaires peuvent être utilisées si nécessaire.

8. Essais destructifs

Les essais destructifs sont une méthode d'inspection spécialisée appliquée aux châssis de véhicules afin d'améliorer la qualité et d'enquêter sur les problèmes de qualité. Ce type d'essai consiste à endommager ou à détruire intentionnellement le composant afin d'évaluer ses performances et son intégrité sous contrainte.

8.1 Contrôle destructif des écrous de mise à la terre

Avant d'effectuer des essais destructifs sur les écrous de mise à la terre, il convient de procéder à une inspection visuelle conformément à la section 7.3.3.

  1. Préparation: Utiliser des outils appropriés pour détacher la plaque d'acier soudée de l'écrou de mise à la terre.
  2. L'inspection: Vérifier si 80% ou plus de la circonférence de la soudure est soudée.
    • NoteLa soudure 80% est considérée comme suffisante pour la mise à la terre.

8.2 Contrôle destructif du couple

Le contrôle destructif du couple consiste à utiliser une clé dynamométrique avec une plage de couple appropriée pour déterminer le couple nécessaire pour dévisser l'écrou. Le couple de séparation minimal de la soudure est indiqué dans le tableau 6.6.

8.2.1 Contrôle destructif du couple des écrous ronds MBN 10369 et MBN 10390 (écrous en arc)

  1. Procédure: La méthode d'essai pour les écrous ronds est similaire aux essais non destructifs (voir section 7.2.3).
  2. Application: Serrer l'écrou à l'aide d'une vis jusqu'à ce que la soudure cède.
    • Outil: Utiliser la même clé dynamométrique que celle spécifiée à la section 9.

8.2.2 Contrôle destructif du couple des goujons de soudure

  1. Procédure: La méthode de contrôle des goujons soudés est similaire au contrôle non destructif (voir section 7.3.2).
  2. Application: Serrer l'écrou à l'aide d'une vis jusqu'à ce que la soudure cède.
    • Outil: Utiliser la même clé dynamométrique que celle spécifiée à la section 9.

8.3 Essai de compression

8.3.1 Séquence de test

  1. Equipement: La résistance à la compression de l'équipement d'essai doit être suffisante pour mesurer la soudure séparée.
  2. Comparaison: La force $$ F_A $$ doit être comparée à la valeur minimale de la force indiquée dans le tableau 8.4.
  3. L'évaluation: En outre, la surface de rupture doit être évaluée pour déterminer si un point de soudure complet a été formé.

8.3.2 Matériel d'essai

Écrou hexagonalÉcrou carréDiamètre (mm)Épaisseur de la plaque (mm)Longueur (mm)
M3 10240
M4M412
M5M513
M6M614
M8 18
 M821
M10 23
M12M1027
M14M1231
M16M1433

Pour les composants non répertoriés dans le tableau, tels que les vis rondes ou les écrous, l'équipement d'inspection doit être similaire à ce qui précède.

8.4 Liste d'inspection de la Force

Les éléments mentionnés dans la section 6.

Diamètre du filetÉpaisseur de la plaqueForce de compression
M40.75
1.0
1.5
>1,3kN
M50.75
1.0
1.5
>2,0kN
M61.0
1.5
2.5
>2,5kN
M81.0
2.0
3.0
>3,0kN
M101.25
2.0
3.0
>4,0kN
7/16''1.25
2.0
3.0
>5,0kN
M121.5
2.0
3.0
>6,0kN

Les pressions excessives qui dépassent le champ d'application doivent faire l'objet d'un accord avec les services responsables concernés.

8.5 Inspection de l'essai de pelage

L'inspection par essai de pelage est une méthode cruciale pour évaluer l'intégrité des écrous en tôle d'acier soudée. Cette méthode consiste à détacher l'écrou de la plaque d'acier à l'aide d'outils appropriés tels qu'un marteau, un burin ou un équipement de test de tension. L'objectif est de s'assurer que les points de soudure conservent leurs dimensions et leur intégrité après le soudage.

Procédure :

  1. Éplucher la noix: A l'aide d'outils appropriés, détachez soigneusement l'écrou de la plaque d'acier.
  2. Inspection des points de soudure: Examinez chaque point de soudure pour vérifier que les dimensions du point de soudure sur la tôle d'acier pelée correspondent aux dimensions avant soudure. Par exemple :
    • Un point de soudure dont le diamètre avant soudage est de 24 mm doit conserver un diamètre minimum de 24 mm après soudage.
    • Un point de soudure dont les dimensions avant soudage sont de 3x8 mm doit conserver une dimension minimale de 3x8 mm après soudage.

Critères d'acceptation :

  • Soudures par points: Les soudures sont jugées acceptables si elles répondent aux conditions suivantes :
    • 3 des 4 soudures par points répondent aux exigences.
    • 2 soudures par points sur 3 répondent aux exigences.

8.6 Inspection de la section transversale des métaux spéciaux

Dans certains cas particuliers, une inspection de la section transversale du métal est utilisée pour évaluer l'état de la fixation des boulons et des écrous. Cette méthode permet d'obtenir une vue détaillée de la structure interne et de l'intégrité de la fixation.

Procédure :

  1. Formation spéciale: Cette inspection doit être effectuée par du personnel ayant reçu une formation spécialisée.
  2. Lignes directrices pour la formation: La formation doit être dispensée par un ingénieur en soudage agréé ou un expert en soudage certifié.

Importance :

  • Cette méthode d'inspection est essentielle pour garantir la fiabilité et la sécurité de la fixation dans les applications où les méthodes d'inspection standard ne suffisent pas.

9. Table d'essai de couple

Comme indiqué à la section 6, pour les pièces.

  Essais destructifsEssais non destructifs
Diamètre du filetÉpaisseur de la plaqueLe réglage du couple dans le système de soudage.Contrôle du couple pendant le processus d'inspection des pièces, qui est lié à l'épaisseur de la plaque.
M40.7
1.25
1.5
13 Nm
13 Nm
16 Nm
6 Nm
8 Nm
8 Nm
M50.7
1.25
1.5
20 Nm
29 Nm
29 Nm
8 Nm
10 Nm
10 Nm
M60.8
1.5
2.0
24 Nm
33 Nm
34 Nm
14 Nm
20 Nm
20 Nm
M81.0
2.0
3.0
58 Nm
61 Nm
60 Nm
32 Nm
38 Nm
38 Nm
M107/16''1.25
2.0
3.0
112 Nm
133 Nm
125 Nm
70 Nm
90 Nm
90 Nm
M12>1.5140 Nm100 Nm

Note : La norme d'inspection du point 6.2.3 concerne spécifiquement les tôles d'acier minces.

10. Document d'inspection

Le contrôle des échantillons aléatoires doit être enregistré. Les résultats des contrôles aléatoires doivent être conservés pendant une période déterminée.

10.1 Mesures correctives pour les défauts

Si des défauts sont découverts au cours du processus d'inspection, ils doivent être immédiatement corrigés. En outre, les systèmes concernés doivent être inspectés ou corrigés.

Tous les véhicules présentant actuellement les mêmes problèmes doivent être réparés. Les écrous à rivets défectueux doivent être retirés et, pour fixer de nouvelles vis ou de nouveaux écrous, la surface de la plaque doit rester propre et plane.

Pour les cas particuliers où les vis et les écrous ne peuvent être remplacés, des méthodes de réparation appropriées doivent être établies par QPQ (Quench-Polish-Quench) et EP/CSV (Electropolissage/Traitement chimique de surface).

11. Outils d'inspection

Le service d'inspection doit également vérifier les outils d'inspection.

Les clés dynamométriques utilisées doivent répondre aux conditions suivantes :

  • Différence de couple à l'intérieur de 10% de la plage d'inspection
  • Résultats d'inspection visibles
N'oubliez pas que le partage, c'est l'entraide ! : )
Shane
Auteur

Shane

Fondateur de MachineMFG

En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.

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