Aspiration des fumées de soudage – Défis et possibilités.
Le guide complet de l'extraction des fumées
Lorsqu'il s'agit de contrôler la qualité de l'air, l'extraction des fumées de soudage devient de plus en plus importante dans la production industrielle. Les soudeurs et autres employés du hall de production sont exposés à ces fumées dangereuses, qui peuvent même causer des dommages permanents à la santé, comme le cancer. Tout le monde doit être protégé des fumées de soudage. Les réglementations en la matière sont devenues encore plus strictes. Mais par où commencer lorsque vous abordez ce sujet pour la première fois ? Que faire pour capter idéalement les fumées de soudure à la source de leur origine et éviter leur propagation ? Et quelles sont les options disponibles ?
Téléchargez l'eBook gratuit qui couvre les différentes options disponibles. Obtenez des informations sur les mesures de performance clés et la méthode la plus efficace d'extraction des fumées à la source, appelée extraction ponctuelle. Cet eBook est destiné à la direction, aux directeurs de production, aux agents de sécurité, aux représentants de la santé et de la sécurité et aux soudeurs. C'est une ressource très utile pour tout le monde - que vous soyez novice dans l'extraction des fumées de soudage ou que vous souhaitiez en savoir plus sur la technologie innovante d'extraction des fumées. Cet eBook vous donnera un aperçu complet des défis et des opportunités de l'extraction des fumées de soudage - et vous serez en avance dans le domaine de la protection active de la santé.
... ou faites défiler vers le bas pour lire le guide complet.
Bonne lecture!
- À propos de l'auteur
- Introduction
- Votre processus de soudage actuel
- Les métaux qui sont soudés jouent-ils un rôle ?
- Avez-vous besoin de modifier votre structure actuelle de soudage pour installer le système d'aspiration de fumée ?
- Devez-vous acheter de nouveaux équipements pour aspirer la fumée ?
- Masques de protection respiratoire
- Essayage de votre masque de protection respiratoire
- L'aspiration des fumées est-elle réellement un gain considérable en termes de protection au travail ?
- Solutions d'aspiration des fumées de soudage
- Quelles sont les exigences législatives ?
- Aspiration des fumées de soudage – FAQs
- Conclusion
- Références
- Éditeurs
Etienne Blouin
Responsable des systèmes de santé environnementale pour ABICOR BINZEL USA
Depuis 8 ans, il travaille à la mise en place de solutions d'aspiration des fumées de soudage pour ABICOR BINZEL et donc directement avec les utilisateurs finaux afin de déterminer des mesures optimales d'aspiration des fumées pour leurs travaux de soudure. Il est ingénieur physicien diplômé de l'Université de Laval.
André Faber
Responsable des techniques d'aspiration, Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH & Co. KG, Alten-Buseck
l travaille depuis plus de 15 ans dans le domaine du soudage, tout d'abord comme ingénieur développement puis comme responsable produit pour les produits manuels chez ABICOR BINZEL. Il possède un diplôme de génie mécanique de la Technische Hochschule de Mittelhessen en Allemagne
Vous envisagez d'installer un système d'aspiration des fumées ? Sage décision ! Vos soudeurs et l'ensemble de vos employés vous en seront reconnaissants.
L'aspiration des fumées, en particulier sur le lieu où elles sont produites, est un concept intéressant dans le domaine du soudage, avec pour objectif principal la protection de la santé. Étant donné que les organes administratifs ne cessent d'augmenter les exigences en matière de sécurité au travail, vous pouvez dès à présent prendre une longueur d'avance en protégeant vos collaborateurs des fumées de soudage nocives.
Qu'est-ce que l'aspiration de fumée ?
Le terme d'aspiration de fumée désigne l'élimination des fumées produites lors des opérations de soudure, de découpe ou de ponçage en dehors de l'espace de travail afin d'éviter qu'elles ne soient inhalées par les employés. C'est également le cas lors du soudage, lorsque les composants émettent de la fumée du fait de la réalisation, avec ou sans métaux d'apport, d'une liaison inamovible sous l'effet de la chaleur.
Certaines fumées sont clairement visibles, d'autres moins. Même si on ne les voit pas, elles sont tout de même présentes. Les données telles que les paramètres de soudage, le fil, le gaz et le matériau de base ont toutes une influence sur la quantité et la propagation des fumées lors du soudage.
Enfin, peu importe que les fumées soient clairement visibles ou non : vos employés y sont de toute façon exposés
Pourquoi l'aspiration de la fumée est-elle importante pour vous ?
Toute personne effectuant des opérations de soudage quelles qu'elles soient a besoin d'un système d'aspiration de fumée. Peu importe que vous soyez en train d'apprendre votre métier à l'école, que vous teniez un petit atelier de réparation ou que vous ayez une grande usine de production : il existe des solutions pour tous les cas de figure, des systèmes d'aspiration de fumée les plus simples aux plus complexes.
Non seulement l'aspiration des fumées est un avantage pour l'environnement de travail mais elle protège également vos employés de risques sanitaires importants. En 2019, une étude publiée dans la revue professionnelle Occupational and Environmental Medicine s'est intéressée à plus de 17 millions de soudeurs dans le monde, de l'Allemagne aux États-Unis en passant par la France, et a conclu que chez les soudeurs et les personnes directement exposées aux fumées de soudage, le risque de développer un cancer des poumons est 43% plus élevé que chez les autres.
Maintenant que tous ces risques sont évidents et que l'impact réel des fumées de soudage sur la santé à long terme a été étudié, l'aspiration des fumées est devenue, pour les gouvernements et les entreprises, une obligation encore plus importante pour la protection des employés.
En ce qui concerne l'aspiration des fumées, il existe de nombreux tabous et beaucoup d'informations erronées. Toutefois, l'introduction d'un système d'aspiration de fumée dans votre entreprise est bien plus simple et bien moins coûteuse que vous ne le pensez. Par ailleurs, et ce critère n'est pas négligeable, cela n'affectera en rien vos performances.
Grâce à ce petit guide, vous apprendrez et comprendrez tout ce qu'il faut savoir au sujet de l'aspiration des fumées.
Votre processus de soudage actuel
On a souvent peur que l'intégration d'un système d'aspiration des fumées dans le processus de soudage ait un effet négatif sur le joint de soudure. Il n'en est rien. Si vous discutez avec des personnes ayant installé un système d'aspiration des fumées dans leur entreprise, vous constaterez que cela n'a causé aucune modification du processus ni des positions de soudage. Les éléments qui influencent en fin de compte votre décision sont en fait plus CE que vous soudez plutôt que COMMENT vous soudez.
Les métaux qui sont soudés jouent-ils un rôle ?
En bref, oui. Lorsque l'on soude des métaux, chacun émet différents polluants dans l'atmosphère.
Les métaux tels que l'acier inoxydable, qui contiennent du fer, du chrome, du nickel et du manganèse, développent une fumée de soudure extrêmement dangereuse. Dans ce cas, il est indispensable d'installer un système d'aspiration des fumées adapté afin de pouvoir capter puis évacuer ces fumées.
Tous les systèmes liés à l'aspiration du chrome ou du nickel doivent être certifiés IFA W3. Le chrome hexavalent a un état de valence de +6, ce qui le rend très nocif. Il est présent dans tous les types d'acier inoxydable et représente, selon de nombreuses directives, études et découvertes, une cause avérée de cancer. Il est donc impératif d'utiliser un système d'aspiration homologué W3 permettant d'éliminer ces particules nocives dès lors que la teneur en CrNi se situe au-dessus de 30%.
Le modèle FES-200 W3 est certifié par l'Institut allemand pour la sécurité au travail (Institut für Arbeitsschutz ou IFA) et est donc homologué pour une utilisation en présence d'aciers chrome-nickel hautement alliés.
Nos modèles FES-200 W3 et FEC W3 ont été mis au point spécialement pour les exigences des associations de matériaux de chrome et de nickel. En association avec une torche aspirante, ce type d'appareil est reconnu par les organismes gestionnaires de l'assurance accident légale. En Allemagne, conformément à la prescription technique pour les substances dangereuses TRGS 528, l'air extrait par le FES-200 W3 peut être réinjecté dans la zone de travail. Cet appareil permet ainsi de filtrer la fumée tout en travaillant sans en avoir les effets nocifs.
| Classe de fumée | Captage (%) | Application |
|---|---|---|
| W1 | ≥ 95 | Acier au carbone, acier allié avec constituants de l'alliage comme Ni et Cr, acier faiblement allié, x ≤ 5% |
| W2 | ≥ 98 | Comme W1, plus acier allié avec constituants de l'alliage comme Ni et Cr (5% ≤ x ≤ 30%) |
| W3 (taux de captage le plus élevé) |
≥ 99 | Comme W2, plus acier allié avec constituants de l'alliage comme Ni et Cr (acier fortement allié avec alliage de base Ni x ≥ 30 %) |
L'acier galvanisé fait également partie des métaux dangereux dont la fumée de soudage qu'il dégage doit impérativement être aspirée correctement. L'alliage d'acier galvanisé contient du fer et de l'acier avec un revêtement en zinc. Lorsque l'on soude du zinc, du gaz d'oxyde de zinc est notamment émis, qui, tout comme le manganèse, le cuivre ou le béryllium, peut causer la fièvre des soudeurs avec des conséquences pour les voies respiratoires. D'autres métaux tels que le plomb, qui peut être utilisé comme le zinc en tant que revêtement sur certains métaux, peuvent même porter atteinte au système nerveux central.
L'aluminium est souvent soudé avec des torches Push-Pull puisque le fil possède une consistance très souple par comparaison au fil d'acier. Il n'existe certes pas encore de torches Push-Pull avec système d'aspiration de fumée intégré mais on peut équiper ce type de torche avec un kit d'aspiration de fumée (RAS) comme celui d'ABICOR BINZEL. Il se pince simplement sur le col de cygne de la torche pour permettre d'aspirer les fumées à la source d'émission.
Autre alternative pour l'aspiration lors de l'utilisation d'une torche Push-Pull : le modèle xFUME® FLEX, dont le bras d'aspiration flexible peut être positionné au-dessus du processus de soudage.
Avez-vous besoin de modifier votre structure actuelle de soudage pour installer le système d'aspiration de fumée ?
Non, ce n'est pas nécessaire. Vous pouvez continuer à utiliser les mêmes procédés, protocoles et systèmes qu'avec votre torche de soudage MIG et intégrer directement le système d'aspiration de fumée.
La règle générale qui s'applique est la suivante : plus le courant utilisé est puissant, plus la quantité de fumée émise dans l'air ambiant est importante. C'est ainsi que certains processus de soudage émettent plus de fumée que d'autres.
L'intégration d'un système d'aspiration de fumée sur un poste de travail existant est plus facile qu'on ne le croit.
Devez-vous acheter de nouveaux équipements pour aspirer la fumée ?
Oui. Mais cela ne veut pas dire que les paramètres de soudage ou que la structure vont être modifiés. L'idéal serait d'acheter un système d'aspiration de la fumée et une torche aspirante pour avoir la solution parfaite avec une aspiration à la source. Mais en ce qui concerne la façon de souder, rien ne change.
S'il n'est pas possible d'installer un système d'aspiration de fumée à la source d'émission, les bras d'aspiration sont une autre solution. En complément d'un bras d'aspiration, des masques de protection respiratoire peuvent offrir une protection supplémentaire. Mais dans l'idéal, il est recommandé d'aller au plus près de la source afin d'éviter une propagation de la fumée de soudage. Plus le système est installé près de la source d'émission, meilleure est la solution.
Masques de protection respiratoire
Lors du choix d'un masque de protection respiratoire, il est important de veiller à ce qu'il soit homologué pour le marché européen. Pour cela, il doit porter la certification CE ainsi qu'une déclaration de conformité CE. Les masques de protection respiratoire font partie de l'équipement de protection individuelle (EPI) et entrent dans la catégorie 3, ce qui signifie qu'ils sont soumis à une attestation d'examen UE de type. En règle générale, en cas d'exposition à des fumées de soudage, on utilise des demi-masques, des appareils de protection respiratoire (APR) avec ventilateur et des appareils de protection respiratoire à adduction d'air (SAR). En cas d'utilisation de ce type de produits, veuillez noter que les cartouches et les filtres doivent être adaptés au polluant en question et changés régulièrement.
En règle générale, les appareils de protection respiratoire sont utilisés en dernier recours et le Centre européen de prévention et de contrôle des maladies (ECDC) préconise leur utilisation lorsqu'il n'est pas possible d'utiliser une torche aspirante ni des systèmes d'aspiration de fumée. Même si ces dispositifs constituent une alternative économique pour la protection contre les fumées de soudage nocives, il est préférable de les utiliser en association avec une solution technique et non pas comme seule mesure de protection.
Essayage de votre masque de protection respiratoire
Testez le masque de protection respiratoire avant de l'utiliser pour vérifier qu'il est bien adapté. Par ailleurs, en tant qu'employeur et personne responsable, assurez-vous que le soudeur ne souffre pas de maladies cardiaques ou pulmonaires du fait desquelles le port d'un appareil de protection respiratoire pourrait présenter un risque. Une consultation auprès de la médecine du travail permettra de déterminer par exemple si votre collaborateur est autorisé à travailler avec un appareil de protection respiratoire. Cette consultation doit se dérouler dans une pièce protégée et être réalisée en toute confidentialité par le médecin du travail. Elle a pour objectif de détecter précocement les éventuels problèmes de santé et de prévenir des maladies liées aux conditions de travail.
L'aspiration des fumées est-elle réellement un gain considérable en termes de protection au travail ?
Indiscutablement. Les avantages en termes de santé lors de l'utilisation d'un système d'aspiration de fumée sont indéniables. Une étude de University of North Carolina a démontré que la concentration de manganèse est réduite jusqu'à 50%, ce qui représente un avantage considérable pour la santé du soudeur. Même les résultats les plus faibles de cette étude ont montré une réduction de la concentration de manganèse de20 %.
Les résultats dépendent toujours du métal utilisé, de la position de soudage et du lieu où est effectuée l'opération (en intérieur, en extérieur, dans une pièce fermée etc.).
L'importance de l'amélioration pour la protection au travail dépend toujours des instruments utilisés et du type de métaux soudés. L'emplacement a également une influence; en effet, le système d'aspiration doit être positionné de sorte à aspirer autant d'émanations que possible. Des erreurs sont souvent commises à cet égard et l'aspiration de fumée n'atteint pas l'effet requis car le soudeur se trouve directement dans le flux de gaz.
Solutions d'aspiration des fumées de soudage
L'utilisation du système d'aspiration de fumée n'a donc d'impact ni sur votre processus de soudage ni sur le choix de vos appareils de soudage, quel que soit le système d'aspiration de fumée que vous choisissiez. Le seul changement est l'utilisation d'une nouvelle torche de soudage et/ou d'un nouveau système d'aspiration de fumée positionné de façon centrale ou mobile.
Les positions de soudure que prennent actuellement vos soudeurs ne sont en rien modifiées par l'utilisation d'un système d'aspiration de fumée. De même pour votre procédé de soudage déjà établi. C'est souvent une question que posent ceux qui envisagent un changement. Grâce à notre longue expérience en termes d'installation de solutions d'aspiration de fumée auprès de différents utilisateurs finaux, nous sommes en mesure d'assurer qu'aucun n'a été contraint de modifier ses positions ni ses applications pour adapter l'aspiration de fumée à son processus.
Nous exposerons ici toutes les possibilités d'installation d'un système d'aspiration de fumée, leurs avantages et inconvénients ainsi que les éléments dont vous devez tenir compte pour chacune des options.
Peu importe qu'il s'agisse d'une solution centrale ou portative, il y a un système d'aspiration des fumées adapté à chaque procédé de soudage et à chaque poste de travail.
Torche aspirante (aspiration à la source d'émission)
Du fait de leur structure, les torches aspirantes semblent plus volumineuses que les torches MIG normales et elles le sont effectivement. Elles comportent tout d'abord le tuyau nécessaire à l'aspiration des fumées. De plus, les buses gaz et les buses d'aspiration peuvent présenter une face avant plus encombrante que celle d'une torche MIG standard. À première vue, cela peut constituer un élément rebutant pour les soudeurs mais il y a très certainement une torche d‘aspiration qui répond parfaitement aux exigences de vos soudeurs. Jetez un œil aux différents modèles disponibles afin de trouver celle qui correspondra le mieux à vos besoins. Certaines présentent des buses gaz plus petites, des poignées plus étroites, une meilleure ergonomie, facilitent le travail dans les angles et les zones difficiles d'accès etc. D'autres sont aussi plus légères. Le poids est un facteur décisif qui doit être pris en compte pour les torches aspirantes.
Vous devez vous assurer que la torche choisie comporte trois caractéristiques : elle doit être aussi légère et confortable à utiliser que possible, elle doit aspirer correctement la fumée et permettre au soudeur de prendre sa position de soudage habituelle.
Accessibilité pour le soudeur
En règle générale, lorsque l'on parle de l'accessibilité pour le soudeur, on examine avec précision l'angle de courbure du col de cygne de la torche. Plus la position est optimale et naturelle pour le soudeur, plus ce sera agréable pour lui et plus la quantité de fumée aspirée sera importante.
C'est en définitive au soudeur de décider s'il préfère une torche avec un col de cygne avec un angle de 45° ou de 60°.
Comparaison d'une torche aspirante avec un col de cygne courbé à 45° et à 60°
Ergonomie & poids de la torche aspirante
Le confort est un aspect essentiel car en fin de compte, l'efficacité de la torche aspirante dépend de la volonté du soudeur à utiliser celle-ci. Ce n'est pas un argument toujours facile à « vendre » mais les fabricants de torches aspirantes ont fait des efforts considérables pour augmenter le confort et réduire le poids de ces torches sans en limiter les performances. Certaines de ces optimisations sont par exemple des poignées ergonomiques et des mécanismes de rotation sur le jeu de tuyaux pour une plus grande liberté de mouvement du poignet afin de faciliter le guidage de la torche aspirante.
Auparavant, les torches aspirantes étaient en règle générale très lourdes, du fait du poids du jeu de tuyaux et du design des poignées.
La torche d'aspiration 300 ampères d'ABICOR BINZEL présente un avantage en termes de poids suspendu de 27 %
Jeu de tuyaux & débit volumique
La capacité d'une torche aspirante à capter efficacement les fumées de soudage dépend principalement du design de son tuyau, c'est-à-dire le diamètre du tuyau ainsi que les resserrements limitatifs à l'intérieur du tuyau, pour que la fumée provenant de la buse d'aspiration puisse circuler librement vers le système d'aspiration. Idéalement, toutes les torches aspirantes devraient être équipées de très gros tuyaux pour ne pas limiter le flux d'air et pour que la fumée puisse passer facilement. Étant donné que cela pourrait conduire à des compromis en termes d'ergonomie lors du processus de soudage, il existe une solution intermédiaire. Le diamètre de tuyau typique que l'on trouve dans ce domaine est de 32 mm (1,25 pouce). Certains fabricants vont même jusqu'à 44 mm (1,75 pouce) pour améliorer autant que possible le débit volumique. Selon notre expérience, un tuyau de diamètre supérieur à 38 mm est généralement peu pratique pour une utilisation constante.
Un tuyau d'aspiration relié à un appareil d'aspiration de fumée crée la dépression à l'extrémité arrière de la torch.
Le diamètre du tuyau d'une torche d'aspiration de fumée détermine l'efficacité de l'aspiration.
Le débit volumique d'une torche aspirante est généré par un vide au niveau du raccordement arrière de la torche. Les débats sont nombreux parmi les utilisateurs pour savoir quelle doit être la puissance du débit volumique. La réponse est la suivante : aussi puissant que possible sans influencer le processus, principalement la fonction du gaz inerte. Cela conduit aux critères d'évaluation précédemment évoqués concernant le design et l'emplacement de la buse d'aspiration. Ainsi, plus la buse d'aspiration se situe près du processus, plus la quantité de fumée aspirée sera importante et plus il y aura de risque que du gaz inerte en provenance de la torche aspirante soit également capté, ce qui peut alors être à l'origine d'un joint de soudure poreux. Vous devez impérativement tenir compte de ces éléments lors du choix du fabricant de la torche aspirante.
Pièces d'usure des torches de soudage – Pourquoi la qualité compte
Jetez aussi un œil à vos pièces d'usure. Plus elles sont de bonne qualité, meilleur sera le résultat. Il faut par exemple toujours privilégier les pièces d'usure coniques du fait de leur facilité d'entretien et de leur meilleure accessibilité. Par ailleurs, elles favorisent moins les résidus d'éclats car le filetage grossier rend l'adhérence plus difficile et ces éclats restent de façon concentrique sur l'embout de la buse.
Soyez également attentif à la qualité des pièces d'usure. Le cuivre, le chrome, l'argent et le nickel sont considérés comme des matériaux haut de gamme pour les pièces d'usure. Et plus le métal est souple, meilleure est la performance.
Design de la buse d'aspiration
Le design et l'emplacement de la buse d'aspiration par rapport à la buse gaz est également un critère d'appréciation déterminant pour les torches d'aspiration. Grâce à la buse d'aspiration, la torche capte la fumée et l'aspire grâce au système de vide.
L'emplacement de la buse d'aspiration est important. Si celle-ci est située trop près du processus, elle peut engendrer des turbulences de gaz, avec pour conséquence un joint de soudure poreux ; si elle est trop loin, la fumée de soudage n'est pas aspirée efficacement. La taille de l'ouverture des buses est un autre critère à prendre en compte. Des buses d'aspiration larges et des ouvertures vastes avec un design enveloppant, sur le modèle du parapluie, sont très efficaces pour aspirer la fumée de soudage sans influencer l'opération elle-même.
Pour une aspiration optimale des fumées,
l'emplacement de la buse d'aspiration est très
important. Trop près du processus de soudage,
cela peut induire de la porosité. Trop loin, les
fumées ne sont plus aspirées.
Comment pouvez-vous tester et comparer une torche d'aspiration avec votre torche actuelle ?
Nous recommandons d'effectuer un simple test comparatif. Prenez une torche de soudage MIG normale et soudez pour voir quelle quantité de fumée se dégage. Ensuite, effectuez un test dans la même position et avec la même pièce en utilisant la torche d'aspiration. Vous pouvez même tester différentes torches d'aspiration. Choisissez ensuite celle qui aspire le mieux la fumée. La différence se voit à l'œil nu car les meilleures torches aspirantes MIG aspirent la fumée de soudage directement au niveau de l'arc électrique.
AVEC aspiration des fumées – Les fumées dangereuses sont aspirées par la buse d'aspiration de la torche.
SANS aspiration des fumées – Le poste de travail est entouré de fumées dangereuses pour la santé.
Aspiration de fumée avec les robots de soudage
Aspiration de fumée avec les robots de soudage
Pour les processus de soudage automatisés aussi, particulièrement avec les robots de soudage, des risques sanitaires liés à la fumée de soudage peuvent être évités et donc les dangers associés pour les travailleurs concernés. Si vous cherchez une solution globale, plusieurs possibilités s'offrent à vous pour l'aspiration de fumée dans le cas des robots de soudage.
Applications conventionnelles d'aspiration de fumée avec des robots de soudage
En règle générale, dans le cas de robots de soudage, la cellule robotisée est mise sous carter, une sorte de système de tuyauterie est créée et la fumée de soudage est évacuée dans un collecteur situé à l'intérieur ou à l'extérieur de l'usine.
Pour les fabricants qui soudent de grosses pièces ou qui doivent soulever des composants à l'aide de ponts suspendus, cette méthode n'est pas applicable. Dans ce cas, la meilleure option pour extraire la fumée de soudage est de filtrer l'air de l'ensemble de l'usine dans un circuit. Certes, cette solution est considérée comme possible et acceptable mais avec un tel système, la fumée de soudage doit toutefois passer près des ouvriers. C'est difficile à éviter.
La mise en place de ces solutions nécessite des mises à niveau considérables dans l'usine. L'installation d'une aspiration de fumée dans le cadre d'une mise à niveau de cette ampleur requiert des investissements importants en termes de systèmes de tuyauterie et d'appareils de filtration de l'air ainsi qu'une éventuelle réorganisation des sites de production. Il n'est donc pas étonnant que tous les fabricants ne puissent pas se permettre une telle mise à niveau avec les temps d'arrêt et les équipements qu'elle sous-entend.
Aspiration de fumée à la source d'émission avec des robots de soudage
Mais il existe d'autres solutions. Par exemple, l'utilisation d'une unité d'aspiration indépendante peut couvrir plusieurs postes de travail. Si possible, l'aspiration doit se faire pendant le soudage directement à la source. En aspirant immédiatement la fumée pendant le processus de soudage, celle-ci n'entre absolument pas en contact avec le soudeur.
Exemple d'une aspiration montée sur une torche robot.
Un système d'aspiration est composé d'un kit d'aspiration placé sur un robot de soudage et relié à une unité d'aspiration ; il capte la fumée de soudage avec un vide puissant, de sorte à ce qu'aucun gaz nocif ne puisse s'échapper.
Une différence majeure entre l'aspiration de fumée dans le cas de robots de soudage et dans le cas de soudage manuel sont les exigences statiques en termes de pression d'aspiration à la source d'émission. L'explication est la suivante : par comparaison avec une aspiration manuelle, il y a beaucoup moins d'obstacles dans le cas d'une aspiration robotisée.
Dans le cas d'un soudage manuel, les pièces de la machine, les câbles, les tuyaux et les fixations gênent le flux de la fumée de soudage d'une manière générale depuis le col de cygne de la torche jusqu'à l'extrémité arrière reliée à l'unité d'aspiration. Dans le cas d'un robot de soudage, vous installez un kit d'aspiration séparé du jeu de tuyaux, c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'obstacles qui gênent le flux de fumée jusqu'à l'appareil d'aspiration. Cela signifie que dans le cas d'un soudage manuel, un minimum de 120 mbar est nécessaire pour aspirer suffisamment de fumée, tandis que dans le cas d'un robot de soudage, 50 mbar suffisent pour aspirer plus de 95% de la fumée de soudage à la source d'émission.
Avantages d'une aspiration de fumée à la source d'émission avec des robots de soudage
Le principal avantage d'une aspiration de fumée à la source d'émission avec des robots de soudage est que le système peut être installé de façon beaucoup moins gênante, plus compacte et plus économique. Avec une unité d'aspiration à la source, pas besoin d'une grosse cabine tout autour. Cette solution signifie non seulement des économies conséquentes mais cela rend aussi le système beaucoup plus flexible, en particulier lorsque l'on soude des composants très volumineux.
Dans le cas de cellules robotisées, il faut souvent couvrir des distances plus importantes. Plusieurs robots de soudage, équipés chacun d'un système d'aspiration, peuvent être reliés à un système d'aspiration central. Cette méthode est parfaitement adaptée à l'aspiration fiable, accessible et sûre dans le cas de soudage MIG/MAG sur différents postes de travail. Ce type d'aspiration de fumée est utilisé par exemple dans l'industrie mécanique en général, dans la construction mécanique lourde, dans le secteur du bâtiment et dans les applications énergétiques industrielles.
Tout comme pour le soudage manuel, l'aspiration de la fumée ne gêne pas le processus de soudage lorsqu'il s'agit d'un processus robotisé. Dans certaines positions, il peut arriver que du gaz inerte provenant du processus de soudage soit également aspiré en plus de la fumée de soudage. Dans le pire des cas, cela peut conduire à une porosité du joint de soudure. Pour éviter cela, la puissance d'aspiration doit être adaptée. En particulier dans le cas d'une aspiration directe, la réduction de la puissance d'aspiration est la seule possibilité pour éviter la porosité du joint de soudure.
Systèmes à forte dépression vs. Systèmes à faible dépression
Les systèmes à forte et à faible dépression sont des concepts fréquemment utilisés lorsque l'on conseille des clients en termes d'aspiration de fumée. Pour les systèmes robotisés, il est important de connaître les différences entre les deux et de savoir quels sont les avantages de l'un par rapport à l'autre.
Les termes de systèmes à forte et à faible dépression se réfèrent spécifiquement à la pression statique. Si vous avez la possibilité d'installer de gros tuyaux, vous pouvez opter pour la procédure normale avec un ventilateur puissant capable d'extraire plusieurs milliers de mètres cubes d'air via la hotte. Si vous utilisez un système à faible dépression, vous vous rapprochez plus du cas de figure d'une torche standard.
L'aspiration de fumée de soudage signifie que de grandes quantités d'air doivent être déplacées. Si l'air est conduit vers l'extérieur, cela induit des coûts supplémentaires en hiver et en été car l'air froid ou chaud extrait de l'usine doit être remplacé par la même quantité d'air frais. Et non seulement l'air apporté doit être frais mais il doit être à la bonne température. Les coûts liés au déplacement de ces quantités considérables d'air peuvent être très élevés.
Dans le cas d'un système à forte dépression, le débit volumique qui s'écoule est plus faible, avec une dépression plus importante. Étant donné que la pression statique et la vitesse de l'air sont plus élevées, il n'y a pas besoin de grosse hotte ni de grosse fixation dans le cas d'un système à forte dépression. En règle générale, on se trouve plus près de la source d'émission de fumée en cas de pression statique élevée qu'à l'inverse lors de la ventilation d'une grosse hotte avec une faible dépression.
Il est donc possible d'utiliser de plus petits appareils là où la fumée est générée. Dans le cas de solutions d'aspiration à faible dépression dans un système automatisé, on utilise des aspirations importantes situées plus loin du processus de soudage. Ainsi, les substances nocives sont aspirées mélangées avec l'air, ce qui a pour conséquence que de plus grandes quantités d'air doivent être traitées pour éliminer les fumées de soudage que lorsque l'on se concentre sur la source des substances nocives.
Nettoyage du filtre et maintenance générale des systèmes d'aspiration de fumée à la source d'émission avec des robots de soudage
La fumée de soudage et les gaz qu'elle contient doivent être filtrés pour que les substances nocives ne se retrouvent pas dans l'air. Dans le cas des robots de soudage, ces filtres doivent idéalement être autonettoyants. Dans un processus de nettoyage automatique, on mesure la différence de pression entre le côté avec l'air propre et le côté avec l'air pollué. Si elle diffère, une impulsion est donnée et le filtre de nettoyage est gonflé avec de l'air comprimé.
Idéalement, ce processus se déroule pendant le fonctionnement du système d'aspiration d'une cellule robotisée active. C'est un avantage considérable car il n'y a pas de temps d'arrêt du fait du nettoyage du filtre. Mis à part le nettoyage automatique du filtre, d'autres tâches de maintenance et de nettoyage doivent être effectuées manuellement sur les solutions d'aspiration robotisées. La buse d'aspiration et les tuyaux doivent être nettoyés régulièrement pour éviter qu'ils se bouchent. Les collecteurs de poussière et tiroirs à poussière doivent également être vidés régulièrement et les balais ne doivent pas être obturés.
Défis de l'aspiration des fumées à la source d'émission avec des robots de soudage
Même avec les robots de soudage, l'aspiration des fumées à la source comporte des défis. Le montage du kit d'aspiration sur le robot doit être effectué avec beaucoup de précaution. Pour pouvoir utiliser efficacement l'aspiration des fumées sur un robot à 6 axes, il faut un dispositif de montage permettant au jeu de tuyaux de pivoter pour qu'il n'y ait pas de pannes. De plus, il est important de placer le tuyau d'aspiration dans une position optimale.
Tout comme avec l'aspiration manuelle des fumées, la buse d'aspiration doit être positionnée de telle sorte qu'elle capte la fumée sans porter atteinte au processus. Autre facteur important : l'accès à la pièce doit être garanti à l'extrémité avant du robot de soudage.
Réflexions sur l'aspiration des fumées à la source d'émission avec des robots de soudage
Parce que la santé de vos employés est votre priorité numéro 1 et que l'aspiration des fumées pour les robots de soudage est un sujet important pour vous, nous vous conseillons d'exiger les informations suivantes : les données de la torche ainsi que les mesures et caractéristiques de l'application de soudage.
Avec ces données, vous pouvez relier votre propre processus de soudage robotisé avec une aspiration des fumées. Le montage de l'unité d'aspiration est relativement simple et rapide et ne dure pas plus d'1 à 2 heures.
Aspiration des fumées pour « Hard Automation »
Aspiration des fumées pour « Hard Automation »
Les systèmes de soudage automatisés sont utilisés dans les processus d'automatisation simples dans lesquels il est possible d'effectuer des tâches répétitives avec précision principalement pour le soudage de plaques, de supports et de tubes. Ces systèmes essaient de reproduire des processus de travail issus du soudage manuel.
Les systèmes mécanisés nécessitent des investissements en matériel plus faibles que les processus robotisés et sont souvent utilisés dans des domaines plus ouverts que dans des cellules fermées. Des tracteurs de soudage ou des systèmes stationnaires sont utilisés pour les liaisons soudées. Une autre application est le soudage de grosses pièces.
Dans le cas du soudage mécanique, les soudeurs effectuent eux-mêmes les réglages sur l'équipement ou la torche afin d'adapter et de contrôler le processus de soudage et de le surveiller visuellement.
Dans le cas du soudage automatisé, les soudeurs/utilisateurs sont exposés à la fumée de soudage et le port d'un équipement de protection individuelle est obligatoire. Même dans un environnement bien ventilé, une aspiration des fumées est obligatoire car les soudeurs sont constamment exposés aux substances nocives lors du processus de soudage.
Torche de soudage MIG robotisée avec aspiration directe pour une performance de collecte maximale supérieure à 90%.
Application pratique de l'aspiration de fumée mécanisée
On utilise un bras d'aspiration ou un système de hotte dans les processus d'aspiration de fumée pour lesquels la torche reste dans une position fixe ou se déplace seulement de façon minime.
Les systèmes d'aspiration en un point sont également utilisés dans les processus mécanisés et ont une efficacité plus importante, supérieure à 90%, car ils sont positionnés directement au-dessus du point de soudage.
Réflexions au sujet de l'aspiration mécanisée des fumées
Lorsque des systèmes d'aspiration sont montés sur une torche de soudage et ne font pas partie intégrante de l'appareil, il est impératif de veiller aux espacements. Comme ces systèmes font partie du col de cygne, des facteurs tels que la vitesse du tracteur n'ont pas de grande influence sur l'efficacité de l'aspiration des fumées.
Si l'on utilise une solution d'aspiration à la source d'émission dans le cas d'un processus mécanisé ou d'un procédé « Hard Automation », l'angle de la torche doit se situer entre 0 (ou 180) et 30 degrés pour capter la fumée de soudage de façon optimale.
Un système externe d'aspiration RAS est aussi une option pour l'aspiration des fumées.
Systèmes d'aspiration de fumée–Centraux & portatifs
Systèmes d'aspiration de fumée–Centraux & portatifs
Pour aspirer la fumée à la source d'émission avec une torche MIG dans le domaine manuel ou robotisé, on a besoin d'un système à forte dépression. S'il ne s'agit pas d'un système à forte dépression, peu importe qu'il soit portatif, mobile ou sous forme d'unité centrale : il ne pourra pas aspirer les particules de soudure de façon efficace et l'on est alors exposé au même risque sanitaire qu'auparavant. Un système à forte dépression est synonyme de pression statique élevée avec un débit volumique relativement faible. À l'inverse, il existe des systèmes de bras d'aspiration des fumées dans lesquels on a besoin d'un bras qui crée un débit volumique très important avec une pression statique faible.
L'association parfaite pour un air sain ! Le modèle RAB GRIP 501 D HE et le système d'aspiration portatif FEC.
De quelle puissance avez-vous besoin ?
Lors de vos recherches d'un système d'aspiration des fumées, n'oubliez pas que ce système n'a besoin que d'une puissance minimale pour aspirer efficacement la fumée de soudage. Vous pouvez obtenir plus que le minimum jusqu'au moment où la torche aspirante commence à aspirer le gaz inerte. Votre système d'aspiration doit avoir une valeur de départ de 120 mbar quel que soit le type de modèle que vous choisissiez.
Quel est le meilleur système d'aspiration de fumée, l'unité centrale ou la version mobile ?
Le choix d'un système portatif, mobile ou stationnaire dépend de vos besoins. Si vous disposez d'un système de soudage stationnaire, vous pouvez utiliser une unité mobile ou indépendante. Mais si vous possédez plus d'une station, le modèle le plus approprié sera une station d'aspiration centrale ou une station multi-torche. Le système d'aspiration central est plus simple à raccorder et plus facile à entretenir pour les soudeurs.
Systèmes d'aspiration de fumée mobiles
Les systèmes d'aspiration de fumée portatifs et mobiles sont efficaces et sont en règle générale moins onéreux. Vous pouvez les installer vous-même et les déplacer sur différents postes pour permettre l'aspiration des fumées. Certains modèles permettent même de raccorder plusieurs torches d'aspiration. Notre modèle xFUME® ADVANCED peut être utilisé sur deux postes de soudure.
Il existe une multitude de systèmes d'aspiration de fumée mobiles avec chacun ses caractéristiques et ses avantages.
Systèmes d'aspiration centralisée
Les systèmes stationnaires ne nécessitent quasiment pas d'entretien de la part des soudeurs ; la maintenance relève plutôt de la responsabilité de la direction de l'usine. Les soudeurs ont ainsi plus de temps à consacrer au soudage lui-même. La performance est fiable et stable. Les stations d'aspiration centralisée disposent presque toujours d'un moteur et d'un filtre plus gros, ce qui signifie que le filtre a besoin d'être changé moins fréquemment. La torche d'aspiration se raccorde tout simplement au système centralisé et peut être mise en route.
Les systèmes d'aspiration centralisée sont plus chers mais ne nécessitent presque pas d'entretien de la part des soudeurs.
Par ailleurs, les systèmes d'aspiration centralisée ont une capacité illimitée. Il n'a pas de limite de taille dans le cas d'un système centralisé. Même si vous disposez d'une grosse installation avec plus de 40 postes de soudure mobiles, il est possible d'installer un système qui tienne compte de ces besoins, si vous souhaitez passer à une solution d'aspiration complète des fumées. Par ailleurs, les soudeurs sont alors exposés à moins de bruit car le système d'aspiration est situé plus loin.
Inconvénient toutefois : l'investissement de départ peut s'avérer très important. Il est essentiel de savoir qu'un système d'aspiration centralisée nécessite un capital de départ élevé du fait des exigences sur le plan électrique, de la charge de travail pour la mise en service et du conseil lié à son installation. Mais une fois le système installé, sa maintenance est beaucoup moins coûteuse. Les changements de filtre sont beaucoup moins fréquents, de même que les nettoyages, par rapport à un système mobile et comme le système est situé dans un même lieu, la maintenance générale est considérablement réduite. Les systèmes centralisés vieillissent généralement plus lentement ou peuvent normalement être utilisés pendant très longtemps.
Parmi ces options, nombreuses sont celles qui peuvent durer pendant des décennies, voire plus, avec un entretien minimal.
Systèmes LEV/Bras d'aspiration des fumées
Un système d'aspiration locale des fumées – Local Exhaust Ventilation – avec des hottes aspirantes et des bras d'aspiration fixes ou mobiles peut constituer une solution simple et économique pour aspirer les fumées. La santé de vos soudeurs peut ainsi être protégée avec des investissements peu importants grâce à une solution locale d'aspiration des fumées. Quelle quantité de fumée les bras LEV peuvent-ils aspirer ?
Lorsque les hottes aspirantes sont positionnées correctement, elles peuvent aspirer jusqu'à 100% des fumées de soudage. Cela ne signifie toutefois pas que le soudeur n'est pas exposé à la fumée de soudage pendant le processus. La hotte peut certes capter une très grande partie de la fumée mais elle ne peut pas toujours être positionnée entre le soudeur et le processus.
En fonction des habitudes de travail du soudeur, lorsque l'on utilise un système d'entrée de gamme tel qu'un bras LEV, on peut atteindre un niveau d'aspiration de 70% des vapeurs de soudage. Avec un système d'aspiration local, il se peut que la fumée de soudage reste dans l'atelier et que les employés soient donc, malgré tout, exposés aux substances nocives
xFUME® FLEX : solution d'aspiration compacte et flexible pour des postes de travail individuels mobiles.
Aspiration à la source d'émission vs. Aspiration locale : les compromis
Les bras d'aspiration des fumées sont un bon exemple de compromis entre la performance et les avantages en termes de santé. Ils constituent une solution efficace lorsqu'ils sont installés correctement. Mais pour qu'ils puissent fonctionner de façon aussi efficace que possible, la hotte doit être positionnée près du poste de soudure et le soudeur ne doit pas se trouver entre la hotte et le poste de soudure. En théorie, ils sont faciles à utiliser mais dans la pratique, le soudeur se trouve très souvent entre l'arc électrique et la hotte, de sorte qu'il respire la fumée de soudage avant que la hotte puisse la capter.
Quel système est le plus adapté à votre poste de travail, une torche aspirante ou une hotte aspirante ?
Dans la pratique, la quantité de fumée absorbée par les bras d'aspiration et l'aspiration à la source d'émission diffèrent. Supposons que vous ayez un système de bras d'aspiration et un système d'aspiration en un point et que les deux systèmes absorbent environ 90% des fumées. Même si les quantités de fumée absorbées sont identiques, ces deux variantes sont bien différentes car dans le cas des bras d'aspiration, la fumée passe en réalité dans la zone d'inhalation du soudeur en se dirigeant vers la hotte sauf si le soudeur et la hotte du bras d'aspiration se trouvent toujours exactement à la bonne position.
Pourquoi cela ? Lorsque l'on est en présence d'un gros poste de soudure ou d'une longue pièce, la hotte doit constamment être déplacée près du joint de soudure dans l'arc électrique et mise dans la bonne position par le soudeur. Souvent, les soudeurs n'interrompent pas leur travail pour modifier en permanence la position du bras d'aspiration lorsque l'arc électrique se déplace, cela prendrait beaucoup trop de temps.
Les torches d'aspiration MIG sont généralement plus adaptées à ce cas de figure. Elles se trouvent toujours directement à la source d'émission de la fumée car elles font partie intégrante de l'appareil. L'aspiration est intégrée au processus de soudage exactement à l'endroit où celui-ci est effectué : entre le poste de soudure et le soudeur, ce qui fait que la quantité de fumée captée est plus importante.
Les systèmes d'aspiration centralisée ont en général un bras flexible de 2 à 4 mètres de longueur.
Positionnement du bras d'aspiration des fumées
Lorsque la hotte est positionnée correctement et que le soudeur a des habitudes de travail irréprochables ou effectue le soudage sur un établi, la majeure partie de la fumée est aspirée (dans les conditions idéales, il est même possible d'atteindre des valeurs supérieures à 90%).
Le défi consiste à régler en permanence le bras flexible correctement pendant le travail. La hotte doit se trouver à proximité de l'arc électrique pour pouvoir aspirer correctement. C'est là le plus grand défi de cette technologie.
Avantages du bras d'aspiration des fumées
Les hottes aspirantes sont une solution idéale pour les débutants ou comme solution d'entrée de gamme, du fait de leur faible coût et de leur facilité d'utilisation. Les solutions d'aspiration locale des fumées sont efficaces sans qu'il y ait besoin de modifier quoi ce soit au processus de soudage ou à l'environnement de travail. La qualité de l'air est améliorée et l'on peut continuer à utiliser les torches de soudage utilisées jusqu'alors.
Ces systèmes sont flexibles car il n'existe en Allemagne aucune directive déterminant un espacement précis entre la hotte d'aspiration et le poste de soudure. À l'inverse, en Angleterre, la distance entre la pièce et le bras d'aspiration doit être de 15 cm.
Caractéristique particulière des hottes aspirantes et bras d'aspiration : ces dispositifs peuvent également être utilisés pour d'autre processus comme le soudage TIG ou la découpe plasma. Le soudage TIG est considéré comme un processus extrêmement propre n'émettant qu'une faible quantité de gaz. Dans l'éventualité d'émanation de ces gaz, une hotte aspirante est la solution parfaite car il n'y a que peu de solutions d'aspiration alternatives dans le cas du soudage TIG et leur coût serait trop élevé.
Inconvénients des bras d'aspiration et réflexions à ce sujet
Les bras d'aspiration sont souvent utilisés comme solution d'entrée de gamme pour l'aspiration des fumées. Assurez-vous impérativement que le système que vous choisissez est un produit de qualité qui contient des filtres efficaces.
Par ailleurs, soyez attentif à la qualité de votre structure. Il n'est pas rare de voir un système d'aspiration avec un carter en plastique. C'est généralement mauvais signe pour une unité mobile car il n'aura pas la durabilité d'un appareil en acier et le bruit émis dans l'atelier sera également moins amorti.
La position de la fixation du bras joue un rôle tout aussi déterminant. En positionnant la hotte aspirante, pensez à la flexibilité que vous souhaitez. Plus la portée d'un bras est importante, plus les soudeurs pourront positionner la hotte au bon endroit. Dans les applications pratiques avec des composants longs et volumineux, ce principe est difficile à mettre en œuvre car on doit se fier au fait que les soudeurs déplaceront la hotte avec eux durant leur travail.
Distance et performance d'aspiration
La distance d'aspiration est une autre caractéristique et un inconvénient potentiel des hottes aspirantes. Du fait de la distance d'aspiration, l'aspiration de la hotte peut être positionnée plus loin du soudeur tout en continuant à éliminer efficacement la fumée de soudage.
Enfin, vous devez vous assurer que le bras d'aspiration peut atteindre le poste de soudure conformément aux spécifications et que le filtre est bien adapté à votre processus. Il s'agit véritablement des deux réflexions que vous devez avoir si vous faites le choix d'un système LEV.
L'emplacement de la hotte aspirante est décisif.
Filtres pour hottes aspirantes
Les systèmes de bras d'aspiration utilisent aussi des filtres. Ces derniers doivent être entretenus et changés pour garantir une performance d'aspiration et de filtration en continu.
Une grille placée devant la hotte aspirante évite que d'autres objets présents dans l'environnement soient aspirés. Pour les travaux d'usinage légers, vous pouvez utiliser des filtres et des cartouches qui n'ont pas besoin d'être nettoyés.
Pour les travaux exigeants, nécessitant plusieurs heures de soudage par jour, vous avez besoin d'un filtre pouvant être nettoyé. Vous pourrez ainsi travailler efficacement plus longtemps sans avoir besoin de changer le filtre.
Si l'on utilise des filtres jetables, il n'y a pas besoin de les nettoyer et il n'y a donc pas besoin d'un branchement d'air comprimé.
Les systèmes de filtration mécanique sont équipés de plusieurs niveaux de filtration.
Aspiration des fumées pour le soudage TIG
Exemple d'aspiration de fumée de soudage TIG avec un système à fente large raccordé à un système d'aspiration mobile, (FES-200 W3).
Aspiration des fumées pour le soudage TIG
Les procédés de soudage TIG sont ceux qui génèrent la quantité la plus faible de substances nocives par comparaison à d'autres formes manuelles de soudage à l'arc, comme le montre le graphique ci-après. Ils produisent toutefois de grandes quantités d'ozone et de d'oxyde d'azote, tous deux considérés comme des gaz irritants. L'ozone en particulier est à l'origine de sécheresse et de démangeaisons dans la gorge, de toux ou d'une sensation d'oppression dans la poitrine, surtout lors du soudage TIG d'acier inoxydable et d'aluminium.
Soudage d'acier inoxydable : les risques
On peut supposer que les vapeurs nocives générées lors du soudage d'acier inoxydable ont des conséquences lourdes sur la santé des soudeurs et des personnes qui se trouvent dans l'environnement du poste de soudure. Les gaz de chrome et de nickel sont hautement toxiques, peuvent endommager les yeux, la peau, le nez, le pharynx et les poumons et être à l'origine de cancers. Du fait des substances nocives qui se développent lors du soudage de l'aluminium, des mesures de protection doivent être prises.
Quelles sont les options ?
Options d'aspiration de fumée dans le cas du soudage TIG
Contrairement aux torches de soudage MIG, il n'existe actuellement aucun système d'aspiration directe intégré aux torches TIG. C'est pourquoi dans le cas de volumes de production élevés utilisant le soudage TIG, d'autres types d'aspiration doivent être utilisés, surtout pour les composants en acier inoxydable ou en aluminium. Les formes d'aspiration disponibles actuellement pour le soudage TIG sont :
- les buses d'aspiration magnétiques
- les bras d'aspiration/hottes aspirantes (systèmes LEV
Buses d'aspiration magnétiques
Ces modèles sont parfaitement adaptés au soudage TIG, en particulier sur un établi, dans le cas où l'on n'a pas de longs joints de soudure. Du fait de leur ouverture d'aspiration en forme d'entonnoir (ouverture à fente large ou ronde) et des supports de montage magnétiques, ils offrent au soudeur une grande flexibilité car ils permettent d'orienter la position de la buse directement au-dessus du poste de soudure. Ce type de buses peut tout à fait être raccordé à une unité d'aspiration mobile à l'aide d'un tuyau d'aspiration externe (voir représentation ci-dessus).
Cette structure est une solution extrêmement peu coûteuse pour éliminer la fumée de soudage nocive dans le cas du soudage TIG.
Bras d'aspiration/Hottes aspirantes (systèmes LEV)
Même si, dans les entreprises effectuant des opérations de soudage d'acier inoxydable, des mesures de protection adaptées existent, celles-ci restent bien souvent inutilisées ou mal utilisées. En effet, les soudeurs ne sont pas prêts à réorienter en permanence la hotte LEV pendant le soudage (de longues pièces), ceci associé à l'idée largement répandue selon laquelle un système LEV pourrait influencer la qualité du joint de soudure. Ceci explique que la hotte LEV n'est pas souvent utilisée ou si éloignée du poste de soudure qu'elle n'a aucune efficacité.
Les bras d'aspiration et les hottes aspirantes peuvent être utilisés de façon flexible sur presque tous les postes de travail où l'on pratique le soudage manuel et sur toutes les applications de soudage, découpe et ponçage. L'unité d'aspiration est également adaptée aux zones particulièrement étroites et difficiles d'accès mal éclairées ainsi qu'aux tâches nécessitant une torche de soudage standard sans aspiration de fumée.
Quelles sont les exigences législatives ?
Existe-t-il une loi nationale ou régionale devant être respectée en termes d'aspiration de fumée ?
En Allemagne, vous pouvez télécharger les règles techniques actuelles applicables au soudage de matières dangereuses auprès du Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (Institut fédéral de sécurité et de santé au travail). Au Canada, les valeurs limites actuelles d'exposition professionnelle sont déterminées par les provinces. Les limites pour l'Ontario ne sont donc pas nécessairement les mêmes que celles applicables au Québec.
En Ontario, par exemple, le Ministère du travail met à disposition un tableau qui sert de directive pour les valeurs limites d'exposition et les employeurs doivent prendre les mesures adaptées pour protéger leurs salariés contre les substances nocives. Les composés métalliques à base de chrome ont par exemple une valeur moyenne pondérée dans le temps (TWA) de 0,5 mg/m3 , sachant que la moyenne pondérée dans le temps est de huit heures.
Aux États-Unis, l'OSHA détermine différentes directives sur la santé et la sécurité au sujet du soudage et de la découpe lorsqu'on est en présence de certains types de métaux ou lorsque le processus de soudage génère certains types de gaz. Lors du soudage ou de la découpe de métaux de base contenant du zinc ou avec des métaux d'apport contenant du zinc, du cadmium, du chrome ou des métaux de base au plomb, l'utilisation d'un système de ventilation mécanique ou local est généralement requise pour permettre aux gaz et à la fumée de soudage de conserver des valeurs acceptables en termes de sécurité.
Si le métal contient du béryllium, un système local d'aspiration de fumée ainsi qu'un appareil respiratoire à adduction d'air doivent être utilisés. L'OSHA fournit différentes directives concernant le soudage de certains métaux et la présence de certains gaz et nous recommandons vivement de vérifier sur le site Internet de l'OSHA quels équipements sont requis pour l'aspiration des fumées sur la base de vos travaux de soudage.
Chaque pays et même chaque région dispose de ses propres directives et normes en ce qui concerne les valeurs limites d'exposition ou les équipements requis. Étant donné que nous ne pouvons pas donner un aperçu global de chaque directive dans chaque pays, il est important que vous vérifiiez par vous-même s'il existe des exigences au niveau national ou régional avant de vous décider pour une solution d'aspiration des fumées.
Quel sont les méthodes les plus efficaces d'absorption des fumées de soudage ?
Si vous pouvez aspirer la fumée de soudage directement à la source d'émission, cette solution est toujours préférable à toute autre méthode. Elle permet de s'assurer que le manganèse, l'oxyde de zinc ou le chrome hexavalent ne se diffusent pas dans l'ensemble du site de production et qu'ils ne sont pas inhalés. Imaginez que le gaz est un virus et que vous essayiez de garder votre main devant votre bouche lorsque vous toussez ou que vous éternuez. Si vous réussissez à capter la fumée directement sur l'arc électrique à la source d'émission, c'est la meilleure solution.
Vous devez protéger aussi bien vos soudeurs que les autres employés situés dans leur environnement. Pensez à toujours porter un équipement de protection adapté. Un masque de protection respiratoire est par exemple une barrière de protection supplémentaire pour vos soudeurs. Si vous n'éliminez pas la fumée de soudage à la source d'émission, il est vivement recommandé, voire impératif dans votre secteur, que vos soudeurs portent, en plus des lunettes de protection, un masque qui les protège contre les inhalations de gaz.
Par ailleurs, il existe des aérateurs spéciaux permettant de filtrer l'air frais dans les masques de soudage afin de fournir directement aux soudeurs de l'air frais pendant qu'ils travaillent. Si vous envisagez cette solution, sachez qu'il existe différents masques de protection respiratoire et différents filtres en fonction du type de métaux.
Le système d'aspiration le plus efficace est celui situé directement à la source d'émission. Les fumées générées sont absorbées efficacement par la buse d'aspiration (1).
Les fumées passent par le col de cygne extérieur, la poignée (2) puis par l'ensemble du jeu de tuyaux.
Le tuyau d'aspiration externe est raccordé aux supports d'aspiration de la torche (3) du côté de la machine et sur l'autre extrémité à l'unité d'aspiration (4), ce qui permet de capter efficacement et de façon fiable la fumé.
Où peut-on trouver plus d'informations permettant de s'assurer que l'on travaille bien dans le respect des règles ?
Si nécessaire, adressez-vous au responsable de votre entreprise chargé de la sécurité qui dispose des informations les plus actuelles concernant les exigences et la conformité des mesures. Consultez également votre délégué à la santé et à la sécurité au travail, qui analyse la qualité de l'air de vos soudeurs et peut vous aider à déterminer les mesures adaptées à votre situation.
Aspiration des fumées de soudage – FAQs
On se pose généralement la question de savoir si la structure supplémentaire et la technique utilisées dans cette torche aspirante influencent la performance de la torche elle-même. Y a-t-il une perte de puissance ? Est-ce que cela va plus fatiguer mon soudeur ?
Voici les réponses à ces questions.
Certes, on entend que les torches aspirantes sont moins performantes mais ce n'est pas le cas. Il n'y a pas de perte de puissance.
Les torches aspirantes actuelles ont la même puissance que les torches de soudage classiques avec un potentiel de 200 à 500 ampères avec refroidissement par air et par liquide dans presque toutes les situations que peut affronter une torche MIG standard.
Les torches de soudage possèdent par ailleurs les mêmes fonctions qu'une torche MIG standard.
Si vous utilisez un poste de soudure industriel tel que Fronius, EWM, Lorch ou un poste avec la même intensité et le même potentiel, il est tout à fait possible de configurer une torche aspirante pour cet appareil.
La durée de vie d'un tuyau extérieur est variable. Ce dernier est constitué d'un matériau spécial qui résiste à la chaleur et aux UV. Comme tous les autres composants du jeu de tuyaux, il est possible qu'il faille le changer mais il résiste aux conditions normales d'un environnement industriel. Il existe d'autres revêtements qui peuvent permettre de protéger encore plus les tuyaux extérieurs.
Une utilisation inappropriée des torches d'aspiration peut endommager la couverture optimale des gaz inertes, pouvant induire une porosité. Le ré-usinage est alors très coûteux. Toutefois, si l'on est attentif, la couverture des gaz inertes reste préservée et l'aspiration des fumées peut se faire de façon efficace.
Vous devez vous assurer que la dépression n'atteint pas la zone dans laquelle se trouve le gaz inerte. Si vous mesurez des turbulences à proximité de l'extrémité de la buse de gaz inerte, cela signifie que le flux d'aspiration est trop important ou que la couverture est trop près du processus de soudure.
C'était un problème fréquent avec la première génération de torches aspirantes. L'intégration de tous les composants supplémentaires dans les premières torches aspirantes avait considérablement augmenté leur poids et elles étaient, de ce fait, encombrantes, lourdes et peu maniables.
Sur les modèles actuels, l'accent est mis sur la réduction du poids, l'accessibilité pour le soudeur et l'ergonomie, ce qui les rend beaucoup plus confortables et faciles à utiliser. Certains modèles, dont nos propres torches aspirantes ABICOR BINZEL, sont même plus légers que des torches de soudage de même puissance sans aspiration.
Certaines torches aspirantes sont lourdes et peu maniables et cela peut avoir un impact négatif sur la résistance du soudeur. Mais la charge individuelle d'une torche d'aspiration dépend de la torche utilisée auparavant par le soudeur et de la torche d'aspiration choisie. En effet, certaines torches d'aspiration peuvent sembler aussi légères et se manier aussi facilement que la plupart des torches MIG disponibles sur le marché.
Par ailleurs, cela dépend des positions de soudage dans lesquelles vos soudeurs doivent travailler. Les positions situées au-dessus de la tête et debout sont évidemment plus éprouvantes que les positions horizontales et vers le bas. C'est pourquoi l'utilisation de torches aspirantes plus lourdes peut s'avérer plus fatigante et porter atteinte aux performances d'aspiration car une torche mal tenue capte moins de fumée qu'une torche utilisée dans des conditions idéales. Essayez une torche aspirante et vérifiez par vous-même si cela fait une différence.
Il existe sur le marché de nombreuses torches MIG avec articulation sphérique au niveau du raccord du jeu de tuyaux et il existe de nombreux jeux de tuyaux dont le poids correspond à celui des torches MIG sans système d'aspiration de fumée. Faites le tour de la question et discutez avec votre fournisseur d'équipements de soudage ou avec un représentant qualifié.
La buse d'aspiration est la seule pièce d'usure supplémentaire que nécessite une torche aspirante. Mis à part cela, ce type de torche utilise la même structure que les torches MIG habituelles : un diffuseur de gaz, un support de tube contact, un tube contact et une buse gaz.
Les pièces d'usure telles que le diffuseur de gaz, le support de tube contact et le tube contact sont les mêmes sur nos torches d'aspiration que sur les torches de soudage MIG ABICOR BINZEL classiques. Et il en est de même pour la plupart des fabricants.
En bref : non. Les torches aspirantes sont adaptées à tout type de fil, qu'il s'agisse d'un fil fourré avec laitier ou à poudre métallique ou d'un fil massif. Toutefois, en fonction du fil utilisé, le dégagement de fumée peut être plus ou moins important. Lors de l'utilisation de fil fourré à poudre métallique et de fil massif, les paramètres sont vraisemblablement plus élevés et les mélanges de gaz sont plus chauds, ce qui conduit à une diffusion plus rapide de la fumée de soudage et à une position de soudage qui rend plus difficile l'aspiration de la fumée à la source d'émission.
Les fils à noyau métallique représentent l'un des malentendus les plus courants en termes d'aspiration des fumées de soudage. Certains estiment que le soudage de fil à noyau métallique avec un mélange de gaz propre (CO2) génère une fumée « propre », qui n'a pas besoin d'être aspirée. C'est un mythe largement répandu. Cependant, lorsque le métal de base fond, des particules toxiques sont libérées dans l'atmosphère. Si l'on ne dispose pas d'un système ni d'un procédé d'aspiration adapté, les soudeurs et les autres collaborateurs inhalent alors ces fumées.
Lorsque l'on soude au moyen d'un fil fourré, la fumée générée est très épaisse et visible. Elle émet par ailleurs de nombreuses particules dans l'environnement, qui doivent être captées à la source d'émission. Le fil fourré est utilisé de façon générale pour le soudage avec des paramètres faibles, ce qui facilite considérablement l'aspiration à la source d'émission.
La durée de vie des filtres des systèmes d'aspiration est difficile à prévoir. Les systèmes dotés d'un mécanisme de nettoyage durent en général entre 6 et 12 mois. Pour les systèmes sans processus de nettoyage automatique, cela dépend en grande partie de la taille du filtre, du fil de soudage utilisé, du métal de base et des paramètres du poste de soudure. Pour les systèmes à forte dépression sans système de nettoyage automatique, le filtre a parfois besoin d'être changé après seulement deux bobines de fil fourré.
Sur les systèmes LEV, le filtre n'est généralement pas surveillé de manière automatique, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de signal indiquant que le filtre est plein. La durée de vie du filtre dépend de la durée de fonctionnement, du procédé de soudage utilisé, du matériau soudé etc. et il est difficile d'indiquer un intervalle pour le changement de filtre. En ce qui concerne nos systèmes d'aspiration des fumées, dans le cas d'une utilisation quotidienne de 3 à 4 heures, la durée de vie minimum de la cartouche de filtration principale est de 4 semaines et elle peut aller jusqu'à 12 mois.
Indépendamment de cela, il est important de contrôler l'efficacité du système d'aspiration des fumées. Si vous avez l'impression que l'efficacité diminue, il faut commencer par vérifier le filtre. Certains systèmes sont dotés de capteurs intégrés ou d'un système d'affichage indiquant lorsque la pression différentielle du filtre devient trop élevée.
Chaque bras d'aspiration doit se situer dans une zone de débit volumique de 1000 à 1200 m3/h. Sur certains bras, cette valeur est plus faible. Dans l'idéal, ces systèmes ont un débit volumique plus élevé et une pression statique plus faible par comparaison à des solutions combinées avec des torches aspirantes. Notez que dans le cas des systèmes d'aspiration des fumées, le débit volumique est le paramètre principal en termes de performance.
Les systèmes mobiles d'aspiration des fumées sont évalués plus en fonction de la pression statique qu'en fonction du débit volumique. Avec un système mobile d'aspiration des fumées, la zone typique se situe entre 102 et 170 m3/h.
An important item to consider is that the flow mentioned in most product catalogs assumes zero restriction, which is not a solution based in the real world. There is no good and simple answer for what your flow is going to be once you connect a fume extraction torch to the system. These results typically sit on a flow curve.
Étant donné que pour une torche de soudage, il s'agit en général d'un outil très limité, il faut un système générant une pression statique suffisante pour compenser ces limites.
Oui, certains systèmes proposent un réglage de la puissance d'aspiration (min/max). Renseignez-vous auprès de votre entreprise conseil pour savoir si elle propose de telles solutions d'aspiration.
Les systèmes d'aspiration des fumées ABICOR BINZEL possèdent un système de réglage du débit volumique.
Conclusion
Il est non seulement obligatoire de fournir à vos soudeurs un environnement de travail sûr et sain mais ce critère doit également figurer en tête de votre liste de priorités pour des raisons d'intérêt personnel. En effet, des soudeurs en bonne santé sont des soudeurs heureux, qui seront donc plus performants au sein de votre entreprise.
Il existe déjà sur le marché de nombreuses options d'aspiration des fumées et il existe différentes méthodes pour mettre en place un système d'aspiration dans votre entreprise, peu importe le nombre de postes de soudure et les montants que vous pouvez y consacrer. Si avez encore des doutes, demandez à votre revendeur spécialisé en équipements de soudage d'effectuer une démonstration ou un test avec une torche de soudage dans votre environnement de travail et vérifiez par vous-même si cela fait une différence. Aucun risque pour vous !
Vous serez vraisemblablement étonné et vous aurez un autre regard en ce qui concerne l'aspiration de la fumée !
Références
Rapaport, Lisa: More evidence welding fumes raise lung cancer risk ; reuters.com, 21. Mai 2019
Organisme de contrôle de l'Institut allemand de la santé et de la sécurité au travail
https://www.dguv.de/ifa/pruefung-zertifizierung/index.jsp
Travaux de soudage, règles techniques pour les substances dangereuses
Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin
Chrome – Une question de valeur; Ministère allemand de l'environnement
https://www.umweltbundesamt.at/umweltsituation/schadstoff/chromat/
Welding – Fumes and Gases; Canadian Centre for Occupational Health and Safety
https://www.ccohs.ca/oshanswers/safety_haz/welding/fumes.html
Safety and Health Regulations for Construction – Welding and Cutting; Occupational Safety and Health Administration (OSHA)
https://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=STANDARDS&p_id=10699
Respirators; The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)
https://www.cdc.gov/niosh/topics/respirators/
Occupational Safety and Health Standards – Personal Protective Equipment; Occupational Safety and Health Administration (OSHA)
https://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=STANDARDS&p_id=9783
Compatibilité des appareils respiratoires; Lexique de la protection respiratoire
https://atemschutzlexikon.de/recht/kompatibilitaet-von-atemschutzgeraeten/
Directive sur les valeurs limites d'exposition aux fumées de soudage
https://www.labour.gov.on.ca/english/hs/pubs/oel_table.php#c
Flynn, M. R.; Susi, P.: Local Exhaust Ventilation for the Control of Welding Fumes in the Construction Industry – A Literature Review, Oxford University Press, 2012
http://annhyg.oxfordjournals.org/content/56/7/764.full.pdf+html
Ordonnance au sujet de la médecine préventive dans le domaine de la médecine du travail
Honaryar, M. K.; Lunn, R. M.; Luce, D.; et al.: Welding Fumes and Lung Cancer – Occupational and Environmental Medicine; Meta- und Kohortenstudie, 2019
https://oem.bmj.com/content/76/6/422.info
Fume Extraction Gun Myths, Weld.com
Éditeurs
Nous espérons que cet e-book vous a plu et qu'il a répondu à vos attentes. N'hésitez pas à nous faire part de vos suggestions et remarques.
Nombreux sont ceux et celles qui ont participé à la réalisation de cet e-book :
Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH & Co. KG, Germany
- André Faber, Responsable des techniques d'aspiration
- Jan Hasselbaum, Directeur marketing international
- Herbert Burbach, Directeur artistique
- Katharina Röschegg, Digital Communication
- Barbara Heuser, Marketing
ABICOR BINZEL UK Ltd.
- Danny Seddon, Directeur marketing
ABICOR BINZEL USA, Inc.
- Etienne Blouin, Responsable des systèmes de santé environnementale
- Tyler Caudle, , Expert marketing
- Matthew Sciannella, Directeur marketing
BINZEL DO BRASIL
- Andre Geronymo, Responsable marketing
- Mayara Ferreira, Assistante marketing
BINZEL MEXICO
- Grecia Rubio, Expert marketing