L'extraction des fumées de soudage est également nécessaire pour le soudage par cobot
La bonne solution repose sur une combinaison de plusieurs facteurs
L'aspiration des fumées de soudage est avant tout dans l'intérêt des soudeurs eux-mêmes. Après tout, ils doivent être protégés des substances nocives libérées par les fumées de soudage. Mais une bonne extraction des fumées de soudage est également importante pour le soudage robotisé ou cobot, afin de protéger les autres employés sur le lieu de travail. Quelle est donc la solution la plus appropriée?
Mesures de protection
Respirer des fumées de soudage est dangereux pour la santé. C'est pourquoi il existe depuis des années des exigences concernant la valeur maximale dans la zone de respiration du soudeur. Ces exigences ne sont pas les mêmes dans tous les pays. Par exemple, la Belgique et les Pays-Bas diffèrent déjà d'un facteur 5 en ce qui concerne cette ancienne valeur MAC (la Belgique applique une valeur limite de 5 mg/m3; les Pays-Bas, depuis 2010, de 1 mg/m3, calculée sur une journée de travail de 8 heures). En Allemagne, cette valeur est de 1,125 mg/m3.
Pour en savoir plus sur la composition des fumées de soudage et leurs effets nocifs sur la santé, consultez l'édition d'août 2023 de Metallerie. Pour protéger les soudeurs - et les autres travailleurs se trouvant dans la même pièce - des mesures de protection sont nécessaires, tant pour le soudeur que pour la pièce.
Éviter les fumées de soudage
La mesure la plus rigoureuse consiste à garantir l'absence de fumées de soudage, ou du moins une réduction considérable de celles-ci. En Allemagne, un débat fait actuellement rage dans l'industrie du soudage sur la question de savoir si l'on peut répondre aux exigences futures si elles deviennent encore plus strictes, comme certains le préconisent. En pratique, cela signifierait qu'il ne serait plus possible de souder au MIG ou au MAG, car les vapeurs de métal et les fumées de soudage sont inévitables dans le soudage à l'arc léger. Techniquement, il n'existe pas encore d'additifs et d'adjuvants alternatifs permettant de réduire considérablement la production de fumées de soudage.
Il n'existe pas encore d'additifs permettant de réduire considérablement la production de fumées de soudage
Parfois, les entreprises pensent à ajuster les paramètres de soudage ou les matériaux d'apport pour influencer la quantité de fumées de soudage générées. Cette stratégie n'est pas sans risque, en particulier dans les procédés de soudage certifiés, où le procédé est décrit en détail. Il faut donc être prudent, car l'équilibre entre les réglages de la source de soudage et du fil de soudage est sensible aux changements. Avec les procédés de soudage non certifiés, on peut éventuellement essayer de réduire la formation de fumées de soudage en ajustant le gaz de traitement, à condition que la qualité du joint reste bonne.
Dans le cas du soudage MAG, le procédé le plus courant de tous les procédés de soudage à l'arc, une teneur plus élevée en CO2 dans le gaz entraîne une plus grande quantité de vapeur métallique, qui est la principale source d'émissions de fumées de soudage. Une réduction de la teneur en CO2 peut donc s'avérer utile. Une teneur plus élevée en argon dans le gaz de protection permet de réduire les fumées de soudage lors du soudage par impulsion à l'aide d'un fil plein. Une autre mesure à la source est l'élimination des contaminants de surface sur les produits à souder.
La sélection dépend de nombreux facteurs
Dans la pratique, les entreprises s'appuient principalement sur une bonne extraction des fumées de soudage pour protéger leurs employés, en plus des équipements de protection individuelle tels que les casques à pression positive. Ces équipements doivent empêcher les fumées de soudage de s'approcher de la zone respiratoire du soudeur ou de tout autre employé.
Le choix du bon système d'extraction dépend de nombreux facteurs: combien y a-t-il de soudeurs, quel procédé de soudage utilisent-ils, quel est le matériau d'apport et combien d'heures par jour passent-ils à souder? Soudent-ils toujours au même endroit dans l'atelier ou cela varie-t-il? Quelle est la taille des pièces à usiner? Y a-t-il d'autres employés que les soudeurs dans la pièce?
Le choix se pose entre un système central dans le hall et une extraction ponctuelle au-dessus de la cellule de soudage
Tous ces facteurs influencent le choix de la meilleure solution. Dans ce cas, vous avez le choix entre un système central au-dessus de l'atelier de soudage, un système à faible vide, un système à vide poussé ou un système d'extraction intégré à la torche de soudage.
Système intégré à la torche de soudage
Le mieux est d'aspirer directement les fumées à la source. Dans certaines entreprises, cela se fait par le biais de la torche de soudage avec un système d'extraction intégré. Cette solution semble idéale parce qu'elle est non seulement proche de la source, mais aussi toujours dans la position idéale. Pour générer un flux d'air suffisamment important, il faut une bonne pression négative. Il est vrai que cela augmente le risque que les fumées de soudage et le gaz mélangé soient aspirés en même temps. Il est donc important d'avoir le bon débit volumétrique.
Au cours des dernières années, ces systèmes intégrés ont été optimisés, ce qui a permis d'augmenter l'efficacité opérationnelle à 95% et plus pour les appareils les plus récents. Les normes DIN EN ISO 21904-1 et -4 expliquent les exigences auxquelles doit répondre un bon système d'extraction de la torche de soudage.
Le choix d'un tel système dépend fortement du soudeur en question: accepte-t-il la solution? Pendant longtemps, les hésitations ont été nombreuses, car le poids d'une torche de soudage plus lourde était considéré comme un inconvénient trop important. Des recherches récentes menées par une université allemande en collaboration avec un fabricant de torches de soudage montrent que, grâce à la réduction de poids obtenue, la charge du soudeur n'est pas plus lourde lorsqu'il utilise une torche à extraction intégrée.
Vide faible et vide poussé
L'extraction de la torche de soudage permet d'extraire en moyenne 100 à 180 m3 d'air par heure. C'est moins qu'avec un bras d'extraction à vide poussé, qui se trouve généralement à environ 15 cm au-dessus de la soudure, ou un bras d'extraction à vide faible, qui se trouve à 30 ou 40 cm au-dessus de la soudure. L'avantage de ces bras est que non seulement les fumées directes de soudage sont aspirées, mais aussi les fumées secondaires.
Le débit le plus important est obtenu avec l'extraction ponctuelle à faible dépression. Celle-ci extrait 800 à 1.000 m3 d'air par heure, contre 100 à 150 m3 pour un bras d'extraction à vide poussé. Ces débits volumiques doivent être mesurés régulièrement pour vérifier si le système fonctionne toujours correctement.
L'avantage de ces bras d'extraction est qu'ils ne présentent aucun risque lié à l'extraction de gaz de protection. Là encore, le pourcentage de fumées de soudage extraites est élevé et évite au soudeur d'inhaler quoi que ce soit. L'utilisation de ces bras nécessite toutefois un ajustement régulier de la position pendant le soudage. C'est le talon d'Achille de ce système: le soudeur doit déplacer manuellement le dispositif d'extraction pendant le soudage, faute de quoi les fumées de soudage ne seront pas suffisamment aspirées.
Dans la pratique, l'extraction par source à faible dépression se prête aux soudures courtes, car le bras d'extraction ne doit pas être déplacé. Dans le secteur belge du soudage, les systèmes à vide réduit sont souvent combinés à une ventilation complète de la pièce.
Fumées de soudage dans les cellules de soudage robotisées
Bien que tout le monde n'y pense pas immédiatement, l'extraction des fumées de soudage est aussi importante dans les cellules de soudage robotisées et dans le nombre croissant de zones de soudage équipées d'un cobot. En effet, si les fumées pénètrent dans la pièce où travaillent d'autres personnes, celles-ci peuvent être blessées. En fonction de la situation, on peut opter pour un système d'extraction et de purification de l'air dans le hall ou pour un système d'extraction ponctuelle au-dessus de la cellule de soudage.
L'extraction et l'épuration de l'air dans le hall nécessitent des investissements plus importants et davantage de calculs qu'un système d'extraction ponctuelle relativement simple. Avec un tel système, il est important de comprendre à l'avance comment l'air circule dans l'atelier et quelles sont les émissions maximales autorisées. N'oubliez pas qu'un flux d'air libre, où l'air contaminé est acheminé vers l'extérieur par les fenêtres, les portes et éventuellement les puits de lumière, est moins adapté à l'extraction des fumées de soudage.
Prenez également en compte la consommation d'énergie et le nettoyage des filtres lorsque vous investissez dans un système de purification de l'air
En termes de coût, il convient également d'examiner de près la consommation d'énergie du système. Les systèmes de purification de l'air fonctionnent généralement avec un filtre. Au fur et à mesure que ceux-ci sont pollués, leurs performances diminuent. Il faut donc tenir compte du nettoyage du filtre, tant dans le calcul des coûts que dans la planification de l'entretien.
En collaboration avec Nederman et Plymovent
