Principe physique

L'expansion à froid introduit une déformation plastique radiale autour de l'alésage, générant un champ de contraintes résiduelles de compression. Ces contraintes retardent considérablement l'initiation et la propagation des fissures de fatigue amorcées en bord de trou — lieu d'amorçage classique.

Les deux procédés normalisés

Split Sleeve (FTI)

Un mandrel conique est tiré à travers une manchette fendue (split sleeve) préalablement insérée dans l'alésage. L'expansion est appliquée à l'aluminium via la manchette, qui est ensuite retirée. Avantage : pas de contact direct mandrel/pièce, pas de dommage de surface.

Split Mandrel (West Coast Industries)

Le mandrel est lui-même fendu et s'ouvre mécaniquement dans l'alésage. Plus rapide en production, moins d'outillage consommable. Attention aux traces potentielles sur le flanc de trou.

Taux d'expansion

Le taux d'expansion appliqué est typiquement entre 3% et 6% du diamètre nominal, selon l'alliage et l'épaisseur. BACC 5060 spécifie les tolérances par matériau :

• Aluminium 2024-T3 / 7075-T6 : 3,5% à 4,5%
• Titane Ti-6Al-4V : 3,0% à 3,8%
• Inox A286 / Inconel 718 : 2,5% à 3,2%

Gain en fatigue

Les essais documentés démontrent une multiplication de la durée de vie fatigue de ×3 à ×10 selon le chargement et le matériau. Sur alliages aluminium aéronautiques en chargement variable, le facteur typique est ×5.

Contrôle après expansion

BACC 5060 exige : mesure du diamètre final (tolérance ±0,05 mm), contrôle de la rectitude du trou (sur épaisseurs > 5 mm), inspection visuelle pour l'absence de fissures amorcées par dépassement du seuil de ductilité, traçabilité opérateur et outillage.

Applications typiques

Alésages de fixation structure primaire (longerons voilure, cadres fuselage), retours de maintenance pour prolonger la durée de vie, applications offshore pipeline, grinders ferroviaires.

Articles liés