Le soudage, un élément crucial de la fabrication, de la construction et de la maintenance, est une activité qui allie l’art à la technique. Néanmoins, cette tâche comporte des dangers, parmi lesquels la production de fumées est l’un des plus significatifs. Ces dernières, composées d’un mélange complexe d’oxydes métalliques, de silicates et de fluorures, peuvent être dangereuses pour la santé des soudeurs et des individus dans les environs. Compte tenu des réglementations en matière de santé et de sécurité au travail, minimiser les émissions de fumées de soudage n’est pas seulement une question de conformité, mais un facteur essentiel pour assurer un environnement de travail plus sûr et plus sain.

Cet article va explorer divers aspects de la production de fumées de soudage, discuter des procédés de soudage distincts, examiner comment les paramètres opérationnels influencent les émissions de fumées, et se pencher sur le rôle des métaux d’apport et des gaz de protection dans la production de fumées. Nous passerons également en revue des approches efficaces pour réduire les fumées, allant de l’optimisation de la taille de la soudure à la mise en place de routines de nettoyage pré-soudage rigoureuses.

De plus, nous aborderons les outils et les stratégies nécessaires pour une extraction efficace des fumées de soudage. L’objectif est d’offrir aux soudeurs et aux acteurs de l’industrie des informations pratiques pour minimiser les fumées de soudage et améliorer la sécurité au travail.

Impact des différents procédés de soudage sur la production de fumées

Il est pertinent d’étudier plus en détail les différents procédés de soudage et leurs émissions de fumées.

Le soudage TIG (Tungsten Inert Gas ou GTAW), a tendance à produire le moins de fumées, étant donné que le métal d’apport ne conduit pas le courant électrique et que l’arc est très stable. Le soudage TIG, ainsi que le soudage par résistance, le soudage à l’arc submergé, et la découpe laser, font tous partie des procédés produisant le moins de fumées.

Le soudage MIG (Metal Inert Gas), le soudage MAG (Metal Active Gas), et la découpe plasma génèrent une quantité de fumées plus importante. À titre indicatif, le processus MIG, souvent choisi pour sa flexibilité et sa rapidité, produit environ un pour cent du poids du fil utilisé en fumées de soudage.

Le soudage à l’arc électrique (Shielded Metal Arc Welding ou SMAW), le soudage à l’arc avec fil fourré (FCAW), et l’arc-air sont les procédés qui produisent le plus de fumées. Le soudage SMAW produit environ deux pour cent du poids de la baguette en fumées de soudage. Ces procédés nécessitent des stratégies de contrôle des fumées plus rigoureuses en raison de leur production plus importante.

Bien que le volume de fumées produites par ces différents processus varie, il est crucial de comprendre que moins de fumées ne signifie pas forcément moins de risques. Même les opérations qui génèrent moins de fumées requièrent une ventilation locale appropriée et le respect des limites d’exposition recommandées pour assurer la sécurité.

L’effet des paramètres opérationnels sur les émissions de fumées

Les paramètres opérationnels du processus de soudage ont un impact considérable sur les émissions de fumées. Le fait de modifier ces paramètres peut affecter la quantité de fumée produite. Une compréhension approfondie peut aider les soudeurs à faire des choix informés qui garantissent à la fois la qualité de la soudure et un environnement de travail plus sain.

Dans une étude intitulée «Évaluation du rôle des paramètres opérationnels sur l’émission de fumées», les chercheurs ont examiné l’impact de ces paramètres sur la production de fumées. Ils en ont conclu que pour diminuer l’exposition aux fumées, les soudeurs devraient utiliser la tension et l’intensité les plus faibles, et la vitesse de déplacement la plus rapide possible sans compromettre la qualité de la soudure. En ajustant ces paramètres de puissance, les soudeurs peuvent efficacement minimiser les émissions de fumées sans impacter négativement leur productivité.

Mettant encore plus l’accent sur le rôle des paramètres opérationnels, une ressource publiée par un institut de recherche canadien intitulée «Influence des paramètres de soudage à l’arc électrique sur les concentrations de fumées et leurs constituants métalliques : état des connaissances» apporte plusieurs éclairages.

L’utilisation du mode pulsé pour le soudage GMAW (MIG et MAG) produit moins de fumées de manganèse et de chrome hexavalent que le processus GMAW conventionnel.

D’autres facteurs qui augmentent la production de fumées comprennent l’augmentation de la proportion de dioxyde de carbone dans un mélange de gaz de protection, la tension, l’intensité du courant, ou le diamètre de l’électrode. De même, des niveaux de fumées plus élevés ont été observés lorsque davantage de flux est utilisé pour le soudage FCAW et SMAW.

Optimisation de la taille de la soudure pour réduire les émissions de fumées

Un autre aspect de la gestion des fumées dans les opérations de soudage est lié à la taille de la soudure. En général, une soudure de taille appropriée produira la plus petite quantité de fumée de soudage. Par conséquent, une planification minutieuse et une optimisation des tailles de soudure peuvent jouer un rôle crucial dans la réduction des fumées.

Il est intéressant de noter que cet aspect recoupe souvent les considérations d’efficacité et d’utilisation des matériaux. Le sur-soudage, qui consiste à créer des soudures plus grosses que nécessaire, augmente la production de fumées et entraîne une consommation inutile de métal d’apport et de gaz de protection, allonge les temps de soudage et augmente l’apport de chaleur. En optimisant la taille de la soudure, les soudeurs peuvent réduire la production de fumées, économiser des ressources, et potentiellement améliorer la qualité globale de la soudure.

Cependant, l’optimisation de la taille de la soudure n’est pas une chose simple. Elle nécessite une compréhension approfondie des exigences de conception, du processus de soudage, et du matériau à souder. Les soudeurs doivent déterminer la taille optimale de la soudure pour garantir qu’elle est suffisante pour la résistance et la durabilité requises, tout en étant conscients de l’augmentation potentielle de la production de fumées.

Lors de la planification des opérations de soudage, il est essentiel de garder à l’esprit que chaque action qui réduit le soudage inutile contribue à l’efficacité et aide à créer un environnement de travail plus sain et plus sûr.

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Analyse de l’Influence du Métal d’Apport sur la Génération de Fumées

Lors du soudage, le métal d’apport utilisé a une incidence notable sur la production de fumées, surtout pour les méthodes où ce dernier sert de conducteur et est le premier à se liquéfier, comme dans le soudage au fil fourré, MIG et SMAW. La constitution chimique du fil d’apport joue un rôle déterminant dans la génération de fumées.

Les métaux d’apport, particulièrement ceux contenant des éléments dangereux, ont une contribution importante à la composition générale de la fumée. Il est donc primordial que les soudeurs soient conscients des consommables qu’ils emploient et, si possible, préfèrent des alternatives générant moins de fumées toxiques. Il faut notamment prendre en compte les éléments cancérigènes et le manganèse.

De plus, comme précédemment souligné, le diamètre du métal d’apport peut influer sur la quantité de fumées produites. Les électrodes plus grosses ont tendance à engendrer davantage de fumées.

Le Rôle du Gaz de Protection dans la Génération de Fumées

Le choix du gaz de protection est un autre élément crucial qui affecte la quantité de fumées émises lors du soudage.

Des études ont prouvé que l’usage de CO2 pur en tant que gaz de protection entraîne une plus grande production de fumées qu’un mélange à base d’argon, du fait que l’énergie supplémentaire dans le bain de fusion vaporise davantage de métal. En optant pour un mélange à base d’argon, les soudeurs peuvent diminuer la génération de fumées tout en conservant une soudure de qualité supérieure.

Le Rôle du Nettoyage Avant Soudage dans la Diminution des Fumées

La préparation de la zone de soudage est essentielle pour réduire la génération de fumées et obtenir de meilleures soudures.

Il arrive souvent que les matériaux à souder soient recouverts de diverses substances, comme les fluides d’usinage, les huiles, les inhibiteurs de rouille, les solvants, la peinture, l’apprêt, les revêtements plastiques, et les placages comme le chrome, le cadmium ou le zinc (galvanisation). Si ces substances ne sont pas convenablement nettoyées avant le soudage, elles se vaporisent lors de l’opération de soudage et se retrouvent dans les fumées de soudage.

Ces substances peuvent, en plus d’accroître la quantité de fumées produites, ajouter des contaminants nuisibles dans les fumées. Par exemple, le soudage sur des surfaces peintes peut libérer des éléments potentiellement nocifs, et le soudage sur de l’acier galvanisé sans préparation adéquate peut libérer des fumées d’oxyde de zinc toxiques.

Afin de minimiser l’introduction de ces éléments dangereux dans les fumées de soudage, il est crucial de nettoyer minutieusement la zone avant de débuter le soudage. Ce nettoyage doit permettre d’éliminer toutes les substances étrangères de la surface du matériel et s’assurer qu’elle est propre, sèche et sans revêtements ou contaminants. En règle générale, il est conseillé d’enlever ces substances des deux côtés des pièces métalliques et d’un à quatre pouces de chaque côté de la soudure.

Extraction des Fumées de Soudage

En plus d’ajuster les méthodes de soudage afin de diminuer la génération de fumées, il est crucial de mettre en œuvre des tactiques et des instruments pour une élimination efficace de ces fumées. Le processus d’extraction des fumées est fondamental pour conserver un lieu de travail sécurisé et salubre.

Un système d’extraction de fumées a pour objectif de capturer les fumées directement à la source, réduisant ainsi leur propagation dans l’air alentour et empêchant leur inhalation. Toutefois, le choix d’un système de captation de fumées adéquat repose sur plusieurs facteurs, y compris la méthode de soudage, la quantité et le genre de fumées produites, et la disposition du lieu de travail.

Conclusion

Diminuer les fumées de soudage est une tâche multifacette qui requiert une approche globale. En saisissant l’impact des différentes techniques de soudage, des paramètres de fonctionnement, de la taille de la soudure, des métaux d’apport, des gaz de protection, et des meilleures pratiques de préparation de surface, on peut significativement diminuer la génération de fumées dangereuses.

Cependant, réduire la production de fumées n’est que la moitié de la solution ; des tactiques d’élimination de fumées efficaces sont tout aussi essentielles pour assurer un environnement de travail sécurisé et salubre.

Découvrez en plus sur la réglementation et les limites d’exposition pour les fumées de soudage au Canada et au Québec.

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