L’ASPIRATION A LA TORCHE
POURSUIT SON DÉVELOPPEMENT

Critères qui déterminent la sélection d’une torche

Le choix d’un pistolet de soudage adéquat ne se limite pas à la sélection d’un modèle refroidi par un gaz ou refroidi par un liquide. D’autres paramètres, quand même importants, jouent un rôle et doivent être approfondis pour trouver le modèle le plus approprié à l’application. L’un de ces paramètres est la possibilité de prévoir l’aspiration des fumées sur la torche ou le pistolet. Une solution qui a longtemps été accueillie avec moins d’enthousiasme en raison des grandes torches peu maniables, mais pour laquelle de nouveaux matériaux et l’attention pour l’ergonomie ont aujourd’hui considérablement amélioré la sensation d’équilibre.

Matthias Robbe & Kevin Vercauteren - 12 avril 2019

Pendant le soudage, des métaux sont reliés par la chaleur. La température atteint au moins le point de fusion du matériau de base. En conséquence de cette haute température dans l’arc électrique, de petites particules solides, des gaz et des vapeurs, nocifs pour la santé du soudeur, sont libérés. Ils causent des plaintes directes comme des irritations de la gorge, des yeux et des voies respiratoires, et engendrent à plus long terme des affections pulmonaires permanentes et le développement du cancer du poumon. Les effets précis dépendent de différents facteurs tels que la durée d’exposition, la sensibilité individuelle du soudeur et des habitudes.

COMPOSITION DE LA FUMÉE

La composition de la fumée de soudage est déterminante pour la toxicité. Celle-ci est notamment déterminée par l’alliage des matériaux à souder, du fil de soudage massif ou fourré et de l’éventuelle contamination du re­vêtement des matériaux à souder. Le type de gaz protecteur joue aussi un rôle. Ce dernier sert à protéger le matériau de base et d’apport fondu contre l‘oxydation. Il existe des mélanges de gaz qui apaisent mieux le bain de soudage, ce qui réprime la formation de projections, et donc aussi la formation de fumée, suite à l’oxydation.

Matériaux de pièce et d’apport

Les matériaux de pièce et d’apport sont trop divers pour identifier toute une série d’éléments susceptibles d’être nocifs quand ils sont absorbés dans la fumée de soudage. D’où une sélection limitative des substances les plus fréquentes, par ordre alphabétique:

• béryllium: très toxique et survient lors du soudage de certains alliages Cu;
• cadmium: donne une forme particulièrement forte de gaz lacrymogène;
• oxydes de chrome: certaines sources font mention de cancer du poumon (CrVI), mais le plus souvent, les conséquences ne dépassent pas les éruptions cutanées. Le risque d’oxydes de chrome est le plus grand avec l’inox ou les éléments chromés;
• fluorures: irritent les voies respiratoires et peuvent provoquer un empoisonnement
  en cas de longue exposition;
• oxyde de fer: constitue jusqu’à 50% de la fumée de soudage et entraîne la sidérose (attaque des poumons);
• plomb: peut occasionner un empoisonnement au plomb après déjà quelques heures;
• manganèse et oxydes de manganèse: avec des concentrations élevées, le système nerveux central peut être attaqué (parkin­sonisme);
• dioxyde de silicium: provient du revêtement de l’électrode, peut induire la silicose;
• vanadium: surtout avec les fils fourrés, ces vapeurs irritent les muqueuses;
• zinc et étain: ces oxydes sont la cause de ce qu’on appelle la fièvre métallique, une affection qui présente les mêmes symptômes que la grippe.

Gaz

Outre ces particules solides et la vapeur, les fumées de soudage comportent des gaz pouvant agir sur la santé du soudeur. A nouveau une énumération limitative:

• NO2: apparaît à hautes températures, est plus lourd que l’air et peut irriter les voies respiratoires et les yeux. Un œdème pulmonaire est aussi possible, tout comme des maux d’estomac et intestinaux;
• CO2: utilisé pour la protection de l’arc, ce gaz peut causer un manque d’oxygène en cas d’apport exagéré;
• CO: découle le plus souvent de la décomposition du CO2 à haute température et est toxique, voire mortel en concentrations élevées;
• O3: l’ozone est un gaz très irritant qui résulte de l’action de la lumière UV sur l’oxygène, surtout à hautes intensités de courant.
  Il peut irriter les muqueuses et causer des migraines;
• d’autres gaz de protection comme l’argon, l’hélium, l’hydrogène et l’azote ne sont pas toxiques, mais comportent un risque de re­foulement de l’air à concentrations élevées.

PROTECTION CONTRE LA FUMÉE DE SOUDAGE

Aspiration locale et EPI

Certaines règles ont été éditées pour protéger le soudeur contre ces fumées de soudage nocives. On a fixé une valeur limite de 5 milligrammes de fumée de soudage par mètre cube d’air sur le lieu de travail et il existe plusieurs options pour ne pas dépasser cette limite. Songez à une aspiration correcte de la fumée telle que des bras d’aspiration, des systèmes Diluter, des hottes, des filtres mobiles, des systèmes push-pull, … Associés à des équipements de protection individuelle (EPI), ils sécurisent l’environnement de travail. On doit bel et bien distinguer les alliages qui contiennent ou pas des éléments cancérigènes. Une bonne protection des voies respiratoires est souhaitable et un masque antipoussière est conseillé dans le cas d’une fumée de soudage avec substances cancérigènes. Le contrôle délibéré de la quantité de fumée de soudage est aussi recommandé. C’est possible par des paramètres de soudage adaptés, une surface de plaque propre et une position de soudage appropriée.

Aspiration à la torche

Outre l’aspiration locale, l’aspiration à la torche a été introduite récemment. Un pistolet de soudage adapté est relié à une unité d’aspiration qui crée une dépression d’environ 20 kPa. Celle-ci est dotée d’un filtre, ce qui permet de réinsuffler l’air purifié dans l’atelier. Cependant, il n’est pas permis, dans certains cas, de réinsuffler aussitôt l’air purifié dans l’atelier. L’air purifié aspiré doit passer par un système de purification de l’air ou être évacué directement vers l’extérieur. L’aspiration de la fumée de soudage la plus efficace est celle qui s’attaque au problème à la source. Ceci veut dire à hauteur de l’arc. Ceci est dénommé aspiration ponctuelle. En glissant un embout sur l’embout de gaz, la fumée de soudage est évacuée via un flexible.

FONCTIONNEMENT DE L’ASPIRATION À LA TORCHE

Le pistolet de soudage ou la torche peut être scindé en deux parties: l’embout d’aspiration avec tube d’aspiration et poignée, d’une part, et les flexibles avec branchement du flexible d’aspiration qui mène à l’unité d’aspiration, d’autre part. La fumée de soudage est guidée à travers les ouvertures dans l’embout d’aspiration via le tube d’aspiration et la poignée vers le set de flexibles. Grâce la position et à la géométrie de l’embout d’aspiration, on atteint la capacité d’aspiration maximale avec le maintien de la protection du gaz. Dans certaines applications extrêmes, il peut être utile de diminuer la capacité via un tiroir de réglage de l’air au-dessus de la poignée pour préserver la protection du gaz. Le set de flexibles est pourvu de flexibles d’aspiration de différents diamètres pour maximiser la maniabilité et la capacité d’aspiration.

ASPIRATION DIRECTE OU INDIRECTE

Dans l’aspiration à la torche, nous devons distinguer l’aspiration directe et indirecte. Si l’embout d’aspiration se situe directement sur l’embout de gaz, ou y est intégré, nous parlons d’aspiration directe. Comme la fumée de soudage est aspirée directement après être libérée, on peut limiter le débit d’aspiration à env. 65-80 m3/heure. La contrepartie est que les projections libérées sont aussi aspirées dans l’embout d’aspiration, ce qui résulte dans un engorgement. Le plus souvent, on applique toutefois l’aspiration indirecte, parce qu’elle offre le plus d’avantages. En effet, ce type n’a aucune influence sur la protection du gaz, provoque à peine une contamination par les projections de soudage et est bien accessible avec une meilleure vision sur le bain de fusion. Dans l’aspiration indirecte, on aspire environ 7 cm au-dessus de l’embout. Ceci entraîne un plus grand débit, environ 100-130 m3/heure. Si l’on regarde le débit, l’aspiration à la torche est donc une solution très efficace, notamment quand on soude surtout sous la main. De plus, vous ne devez pas toujours repositionner, comme c’est le cas avec les bras d’aspiration ou filtres mobiles.

DÉVELOPPEMENTS

Les développements les plus récents mettent l’accent sur deux aspects, à savoir l’efficacité d’aspiration et le confort d’utilisation. L’efficacité d’aspiration est améliorée grâce à la position et à la géométrie de l’embout d’aspiration, mais aussi par la limite des pertes. Le confort d’utilisation est surtout amélioré par la diminution du poids du set de flexibles sur les pistolets refroidis par air et par une nouvelle disposition sur les versions refroidies par liquide, qui améliore sensiblement la souplesse.

CONCLUSION

Un pistolet d’aspiration de la fumée restera, malgré les nombreuses améliorations, par définition plus imposant et plus lourd qu’un type traditionnel. Les développements sur ce plan se heurteront toujours à une résistance, mais les fabricants sont convaincus que les soudeurs changeront bel et bien d’avis quand ils auront découvert en direct les avantages d’un environnement de travail plus sain. En effet, de nombreux efforts ont été consentis pour améliorer tant le confort d’utilisation que l’efficacité, avec le maintien de la longévité d’un pistolet de soudage standard. Ceci veut dire que les flexibles sont plus légers et plus souples, que la poignée tourne plus facilement, que la géométrie de l’embout d’aspiration est élaborée, tout comme les éléments d’usure standard. L’aspiration à la source est une solution efficace et permanente pour bien des applications.

Les alternatives avec des unités mobiles ou des bras pivotants sont souvent vite écartées, les systèmes de purification de l’air spatiaux sont souvent trop chers. Et de plus, un bon pistolet de soudage ne se choisit pas seulement sur la base de la valeur d’achat, mais en fonction de l’application, du coût total d’utilisation et … du confort.