Comment coller l’acier inoxydable : choix des adhésifs et préparation de la surface

Acier inoxydable : l’acier que vous voyez

L’acier est de loin le métal le plus utilisé dans l’industrie manufacturière et l’ingénierie. En raison de son omniprésence dans les objets du quotidien, vous pourriez penser que l’acier inoxydable est le type d’acier le plus courant, mais ce n’est en réalité pas le cas : c’est l’acier au carbone qui détient ce titre. L’acier inoxydable ne représente en réalité qu’environ 3 à 5 % de la production mondiale d’acier, mais il est bien plus visible !

L’acier inoxydable, comme tous les aciers, est un alliage. Alors que l’acier au carbone se compose uniquement de fer et de carbone, l’acier inoxydable contient, en plus, quelques autres métaux. Le plus important est le chrome, qui doit représenter au moins 10,5 % du mélange. C’est le chrome qui confère à l’acier inoxydable son aspect brillant et ses propriétés antirouille. Du molybdène, du nickel et de l’azote sont également souvent ajoutés pour améliorer la résistance mécanique et la résistance aux agressions environnementales.

Où utilise-t-on l’acier inoxydable ?

Vous croisez ou utilisez sans doute chaque jour un objet en acier inoxydable. Les ustensiles de cuisine et les couverts, comme les cuillères et les fourchettes, sont très souvent fabriqués en acier inoxydable, tout comme les casseroles, les poêles et autres équipements de cuisine. Votre évier de cuisine est peut-être également fabriqué dans ce métal. Au-delà de la cuisine, l’acier inoxydable est également fréquemment utilisé dans les pommeaux de douche, les robinets et les porte-serviettes de salle de bains. Le secteur médical l’utilise pour les plateaux et les instruments chirurgicaux, l’industrie automobile et des transports pour les pots d’échappement des voitures et les châssis de trains et de bus, et le secteur du bâtiment pour les bardages, les toitures et les équipements intérieurs.

L’acier inoxydable est si populaire parce que, pour faire simple, il est esthétique et ne rouille pas. Il offre une finition épurée et moderne qui résiste à l’épreuve du temps. Une autre raison de la popularité de l’acier inoxydable réside dans sa facilité d’entretien, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications en contact avec les aliments.

Collage de l’acier inoxydable : aspects à prendre en compte

Il existe de nombreux adhésifs efficaces pour l’acier inoxydable, que nous aborderons plus en détail ultérieurement. Toutefois, pour obtenir une adhérence solide sur l’acier inoxydable, vous devez tenir compte au préalable de quelques éléments importants.

Le principal problème lors du collage de l’acier inoxydable réside dans sa couche passive d’oxyde de chrome. Cette couche se forme naturellement à la surface du métal lorsque le chrome qu’il contient entre en contact avec l’oxygène. Si vous avez lu nos autres articles récents consacrés au collage de métaux tels que le cuivre et l’aluminium, vous vous demandez peut-être s’il suffit de suivre les mêmes conseils que ceux qui y sont donnés pour la préparation de la surface, à savoir dégraisser et poncer.

La réponse à cette question est oui, mais avec quelques réserves. Veillez à dégraisser la surface à l’aide d’une lingette imprégnée de solvant, d’acétone ou d’isopropanol, comme vous le feriez pour d’autres métaux. Et bien qu’il soit possible de poncer l’acier inoxydable, cette opération présente les difficultés suivantes :

1. L’acier inoxydable est fabriqué de manière à présenter une surface dure, difficile à rayer. Le chrome et le nickel présents dans ce métal protègent efficacement la surface contre les dommages.
2. Certaines nuances d’acier inoxydable polies, notamment celles dites « à finition miroir », sont encore plus résistantes à l’abrasion, car leur surface ne se raye pas facilement.
3. L’abrasion de l’acier inoxydable standard altère son aspect. Elle laisse des rayures et réduit la brillance et le pouvoir réfléchissant caractéristiques de ce métal.

Préparation de l’acier inoxydable en vue du collage

En plus du dégraissage, poncez votre acier inoxydable si cela s’avère possible. Le grenaillage est une bonne alternative au ponçage pour les types d’acier inoxydable plus difficiles à poncer ; quelle que soit la méthode choisie, veillez à masquer toutes les zones du métal que vous ne souhaitez pas rayer ou soumettre au grenaillage. Vous pouvez également envisager de soumettre votre acier inoxydable à un traitement au plasma, car il s’agit en réalité de l’un des meilleurs moyens d’améliorer l’adhérence sur ce support. Le traitement au plasma offre les avantages suivants :

• Élimine les traces d’huile microscopiques et autres contaminants présents à la surface du métal
• Augmente l’énergie de surface du métal, ce qui permet à l’adhésif de « mouiller » plus facilement la surface et de créer une liaison solide. Ceci est particulièrement utile lors du collage d’acier inoxydable à finition miroir, car celui-ci présente généralement une faible énergie de surface
• Améliore l’adhérence de la colle en créant des piqûres microscopiques à la surface du métal

Avantages de l’utilisation d’adhésifs pour l’acier inoxydable

Vous vous demandez peut-être pourquoi vous devriez choisir un adhésif pour assembler de l’acier inoxydable plutôt qu’une autre méthode d’assemblage, telle que le soudage ou les fixations mécaniques. Si l’on met de côté la question de la préparation des surfaces, l’utilisation d’adhésifs pour l’acier inoxydable présente de nombreux avantages par rapport au soudage et aux fixations :

• Préservez l’aspect du métal. Contrairement au soudage et aux fixations, les adhésifs préservent entièrement l’aspect esthétique de l’acier inoxydable. Ceci est particulièrement important si votre application est de nature décorative. Le soudage provoque un ternissement de la surface de l’acier inoxydable, tandis que les fixations sont souvent visibles et inesthétiques. Certains adhésifs présentent même un aspect métallique afin d’assurer une compatibilité esthétique maximale avec des métaux tels que l’acier : vous pouvez en effet donner à un adhésif l’apparence d’un joint soudé ou brasé, sans le ternissement !
• Prévenir la corrosion. Lorsqu’ils sont correctement appliqués, les adhésifs forment un joint étanche à 100 % qui empêche l’humidité et les gaz de pénétrer. Les éléments de fixation laissent souvent passer l’humidité, ce qui peut entraîner une corrosion galvanique.
• Réduire le poids. Les adhésifs évitent d’ajouter au produit final le poids des fixations ou des cordons de soudure, ce qui optimise l’allègement.
• Pas de déformation thermique. Les adhésifs évitent le gauchissement dû aux températures élevées, la décoloration thermique ou les modifications structurelles de la matrice en acier inoxydable.
• Répartition uniforme des contraintes. Contrairement au soudage et aux éléments de fixation, les adhésifs répartissent les contraintes de manière uniforme sur l’ensemble du joint. Le soudage et les éléments de fixation concentrent les contraintes dans des zones spécifiques et ne créent pas une étanchéité totale, contrairement aux adhésifs.
• Idéal pour assembler des matériaux dissemblables. Les adhésifs sont parfaits pour assembler l’acier inoxydable à d’autres métaux, aux plastiques, aux composites, au verre et à d’autres matériaux. Le soudage ne permet pas d’obtenir ce résultat.

Les meilleurs adhésifs pour l’acier inoxydable

Les meilleurs adhésifs pour l’acier inoxydable offrent une force d’adhérence élevée, une bonne durabilité et une résistance aux chocs, aux vibrations et à la corrosion. Nous vous présentons ci-dessous les principales formules chimiques d’adhésifs destinés au collage de l’acier inoxydable.

Les époxydes (le meilleur choix dans l’ensemble)

Les adhésifs époxy sont idéaux pour le collage de l’acier inoxydable. La plupart des époxy offrent la « sainte trinité » : une résistance élevée, une bonne résistance aux conditions environnementales et de bonnes capacités de comblement des interstices. Beaucoup sont également renforcés, ce qui leur confère la souplesse nécessaire pour coller l’acier inoxydable à d’autres substrats présentant un coefficient de dilatation thermique (CDT) différent.

Parmi les bonnes options à envisager, citons les adhésifs Permabond ET5392 et ET5393, des résines époxy bicomposantes spécialement conçues pour le collage de l’acier inoxydable. Ils offrent une résistance élevée au cisaillement, au pelage et aux chocs, assurent une étanchéité à 100 % aux liquides et aux gaz, et sont idéaux pour coller l’acier inoxydable entre lui-même et sur d’autres substrats.

Le Permabond ET5428 et son produit dérivé, le Permabond ET5429, constituent une autre excellente option pour le collage de l’acier inoxydable. Ces résines époxy bicomposantes sont polyvalentes et idéales pour le collage de substrats dissemblables ; elles offrent en outre une résistance au cisaillement très élevée sur l’acier inoxydable. Le Permabond ET538 constitue une autre option intéressante à envisager ; il présente d’excellentes capacités de comblement des interstices ainsi qu’une excellente résistance chimique.

Des résines époxy monocomposantes à durcissement thermique sont également disponibles. Plusieurs d’entre elles présentent un aspect métallique, dont la couleur s’harmonise parfaitement avec celle de l’acier inoxydable. Non seulement elles offrent un rendu esthétique irréprochable, mais elles garantissent également une résistance ultime au cisaillement et une excellente résistance aux agressions environnementales sur l’acier. Les résines époxy monocomposantes Permabond ES550 et ES558 offrent toutes deux une résistance au cisaillement exceptionnellement élevée sur l’acier, pouvant atteindre 41 N/mm² (6 000 psi). La vitesse de durcissement peut être optimisée, des températures plus élevées permettant un durcissement plus rapide.

Une application dans le domaine alimentaire ou des boissons ? Il vous faut un époxy !

Comme mentionné précédemment, l’acier inoxydable est fréquemment utilisé dans l’industrie agroalimentaire en raison de sa résistance, de sa fiabilité et de sa grande facilité de nettoyage. Cependant, lorsqu’il s’agit de pièces entrant en contact avec des aliments et des boissons aux États-Unis ou en Europe, vous ne pouvez pas utiliser n’importe quel adhésif : celui-ci doit être conforme aux réglementations strictes établies par la FDA et l’UE.

Si vous avez une application dans le domaine alimentaire (aliments ou boissons) qui nécessite une résistance d’adhérence élevée, vous devrez utiliser un époxy. D’autres types d’adhésifs, tels que les cyanoacrylates et les adhésifs durcissant sous l’effet des rayons UV, entre autres, ne sont pas couverts par les réglementations 175.300 de la FDA et 10/2011 de l’UE relatives au contact alimentaire.

L’acier inoxydable étant très souvent utilisé dans des applications en contact avec les aliments, nous avons développé le Permabond ET5164, une résine époxy bicomposante conforme aux normes FDA 175.300 et UE 10/2011, spécialement conçue à cet effet. Disponible en Europe, en Afrique et en Asie, l’ET5164 est idéal pour le collage de l’acier inoxydable ainsi que d’une grande variété d’autres matériaux, tels que les plastiques et les composites. Il présente une rhéologie optimale et des propriétés d’écoulement contrôlées, ainsi qu’un long temps ouvert permettant un alignement précis des pièces.

Pour nos clients des Amériques, nous vous recommandons d’envisager les produits Permabond ET5145 et ET5147 pour vos applications dans le secteur alimentaire. Ces deux produits répondent aux exigences de la norme FDA 175.105 et conviennent parfaitement au collage d’une grande variété de supports.

Adhésifs acryliques structurels pour l’acier inoxydable

Si la vitesse de durcissement est une priorité pour vous, vous pourriez envisager d’utiliser un adhésif acrylique structurel. Les adhésifs acryliques structurels, en particulier ceux à base de MMA, offrent un durcissement rapide et un développement rapide de la résistance. Ils présentent également généralement une bonne résistance aux chocs et une bonne résistance au décollement.

Nous vous recommandons d’utiliser le Permabond TA4246 pour le collage de l’acier inoxydable, en association avec l’Initiator 46M. Ce produit offre une résistance au cisaillement et au décollement très élevée sur l’acier, ainsi qu’une excellente résistance aux chocs et aux produits chimiques.

Adhésifs anaérobies pour l’acier inoxydable

Les adhésifs anaérobies durcissent en présence de métal et en l’absence d’oxygène. Cela les rend généralement bien adaptés au collage de métaux dans un espace réduit et étroit. Pour l’acier inoxydable, ils donnent de bons résultats lors de l’assemblage de pièces cylindriques à ajustement serré, également appelées « joints coaxiaux ».

L’acier inoxydable n’étant pas un métal particulièrement réactif, optez pour un adhésif anaérobie plus réactif lors du collage de ce métal, tel que le Permabond HM162 ou HM163.

Pour les raccords filetés en acier inoxydable, le Permabond MH052 est particulièrement adapté à leur étanchéification. Grâce à son mécanisme de durcissement réactif et à sa propagation, il durcit de manière fiable sur l’acier inoxydable, même lorsqu’il est appliqué à des températures pouvant descendre jusqu’à 10 °C.

Cyanoacrylates

Les cyanoacrylates (également appelés « supercolles ») comptent parmi les adhésifs à durcissement le plus rapide du marché. Cela les rend particulièrement adaptés aux petits travaux de collage nécessitant une résistance à court terme. Ils donnent généralement de bons résultats sur l’acier inoxydable, mais nous ne les recommandons pas pour les grandes surfaces à coller ni pour les assemblages exigeant une résistance structurelle élevée.

Adhésifs UV pour l’acier inoxydable

Les adhésifs UV durcissent rapidement lorsqu’ils sont exposés à la lumière UV. Ils nécessitent au moins une surface transparente pour durcir et conviennent donc parfaitement au collage de l’acier inoxydable sur des matériaux tels que le verre et les plastiques transparents.

Les adhésifs UV sont couramment utilisés dans le secteur médical pour assembler l’acier inoxydable et les matières plastiques dans les dispositifs médicaux — par exemple, pour fixer des aiguilles sur des embouts en plastique. Pour ce type d’applications, pensez aux adhésifs Permabond 130UV et 135UV. Ces adhésifs à double durcissement (UV/cyanoacrylate) garantissent un durcissement complet et rapide, même dans les zones non exposées aux rayons UV.

L’arbre de décision ci-dessous peut vous aider à choisir l’adhésif le mieux adapté à votre application impliquant de l’acier inoxydable.

Foire aux questions (FAQ) sur le collage de l’acier inoxydable

Quelle est la meilleure colle pour l’acier inoxydable ?

Le choix de la meilleure colle pour l’acier inoxydable dépend de votre application, mais pour une résistance, une durabilité et une capacité de comblement optimales, une colle époxy s’avérera la plus adaptée. Les colles Permabond ET5392 et ET5393 ont été spécialement conçues pour le collage de l’acier inoxydable, tandis que la colle Permabond ET5428 est un excellent produit polyvalent. Envisagez d’utiliser le Permabond ET5164 pour les applications impliquant un contact avec des aliments ou des boissons.

Comment prépare-t-on l’acier inoxydable en vue d’un collage ?

Pour préparer l’acier inoxydable au collage, dégraissez-le à l’acétone, à l’isopropanol ou avec le nettoyant Permabond Cleaner A, comme vous le feriez pour d’autres métaux. Vous pouvez ensuite soit le poncer à l’aide de papier abrasif, soit utiliser une sableuse. Une autre méthode fiable pour préparer l’acier inoxydable au collage tout en préservant son aspect esthétique consiste à recourir au traitement au plasma.

Faut-il poncer l’acier inoxydable avant de le coller ?

Il n’est pas nécessaire de poncer l’acier inoxydable avant de le coller, mais cela peut s’avérer utile. Le ponçage ou l’abrasion de l’acier inoxydable peut toutefois s’avérer beaucoup plus difficile qu’avec d’autres métaux, car l’acier inoxydable est très dur et conçu de telle manière que sa surface ne peut pas être facilement rendue rugueuse. Le sablage peut s’avérer plus fiable dans ce cas, ou, si vous en avez la possibilité, recourez à un traitement au plasma.

Peut-on assembler de l’acier inoxydable sans soudure ?

Oui, il est tout à fait possible d’assembler de l’acier inoxydable sans soudure. En effet, les adhésifs sont généralement bien mieux adaptés à l’acier inoxydable que la soudure, un procédé qui ternit souvent le métal et provoque des déformations dues à la chaleur. Les adhésifs offrent une résistance structurelle tout aussi élevée que la soudure sur l’acier inoxydable, tout en préservant la belle finition du métal.

Quel adhésif permet de coller l’acier inoxydable à d’autres matériaux ?

De nombreux adhésifs permettent de coller l’acier inoxydable à d’autres matériaux. Le Permabond ET5428 constitue un excellent choix dans ce cas. Cet époxy bicomposant est hautement résistant et idéal pour coller l’acier inoxydable à d’autres métaux, plastiques et matériaux composites. Sa résistance lui permet de s’adapter aux différences de dilatation et de contraction thermiques entre des substrats dissemblables, contribuant ainsi à assurer un collage durable.

Si vous souhaitez en savoir plus sur le collage de l’acier inoxydable ou discuter de votre projet avec nous, n’hésitez pas à nous contacter.