Le soudage à l'arc

Les différents types de soudage à l’arc sont les suivants :

• le soudage avec électrodes enrobées,
• le soudage sous flux gazeux,
• le soudage de goujon, pour lequel l’arc n’est pas visible.

Le matériel est commun pour les différents types, certains nécessitant des équipements complémentaires.

Appareils produisant le courant de soudage

Que ce soit les groupes électrogènes de soudage, les transformateurs ou les groupes convertisseurs, toutes les parties sous tension doivent être protégées ; les capots démontables ne doivent pas pouvoir être séparés du poste de soudage pour éviter les contacts accidentels.

Pour le cas particulier des travaux de soudage à l'intérieur d'enceintes conductrices exiguës, le risque électrique étant plus important il faut utiliser des appareils dont la tension à vide entre l’électrode et la masse ne dépasse pas 90 V en valeur efficace pour tout courant autre que le courant continu lisse et 150 V en valeur moyenne pour le courant continu lisse.

Câbles d’alimentation, enrouleurs, etc.

Les postes de soudage étant généralement mobiles, utilisez des câbles souples de type H07 RNF avec conducteur de protection.

Câbles du circuit de soudage

• Utilisez des câbles constituant le circuit de soudage de type H01N2.
• Les porte-électrodes, torches et pistolets de soudage fixés au câble de soudage sont isolés. Pour le cas des travaux en enceintes conductrices exiguës, sélectionnez des équipements présentant un degré de protection minimum IP2X ou IPXXB. La surface de contact de l’électrode avec le porte-électrode doit être en rapport avec l’intensité du courant de soudage.
• Les prises de masse (pinces) doivent assurer une liaison électrique offrant la plus faible résistance de contact possible.

Les procédés de soudage à l’arc sous protection gazeuse TIG/MIG/MAG mettent en œuvre, le plus fréquemment :

• de l’argon, en bouteilles métalliques sous une pression de 196 bars à 15° C, avec ogive peinte en jaune : gaz neutre, incolore, inodore, insipide ;
• du gaz carbonique, en bouteilles métalliques sous une pression d’environ 52 bars à 15° C, avec ogive peinte en gris : gaz neutre, incolore, inodore ; ou
• un mélange des deux, en bouteilles métalliques sous une pression de 196 bars à 15° C, avec ogive peinte en jaune avec des bandes grises.

Branchement des appareils de soudage

L’appareil doit être raccordé sur un circuit protégé contre les surintensités et équipé d’une protection différentielle haute sensibilité 30 mA. La prise de courant doit rester repérable et accessible.

En fin de travail, interrompez systématiquement l’alimentation du poste de soudage, soit au moyen de l’appareil de coupure du poste de soudage, soit en débranchant la prise de courant alimentant le poste.

Pour les travaux en enceinte exigües, placez la source de courant à l’extérieur de l’enceinte. En cas d’impossibilité, utilisez une source de courant de classe II par construction ou par installation (masses protégées par isolation supplémentaire) ou, à défaut, de classe I, l’ensemble des éléments conducteurs constituant l’enceinte conductrice et les masses du poste doivent être interconnectés.

Pour les travaux de soudage à l’arc réalisés en atelier ou locaux, mettez en œuvre un système d’évacuation des gaz et fumées à l’extérieur, les bouches d’évacuation étant éloignées des zones d’entrée d’air neuf.

En cas d’impossibilité d’évacuation à l’extérieur, un système de filtration des fumées et gaz doit permettre de les rejeter dans l’atelier ou le local, débarrassés de leurs aérosols et gaz polluants.

Ces gaz et fumées proviennent de l’arc électrique en réaction avec l’oxygène et l’azote de l’air, des gaz de protection, de l’enrobage des électrodes sous l’action de l’arc électrique. La nature des gaz et fumées émis dépendant de leur classe (A1 à A4, B1 à B4), des métaux à souder et la composition des fumées variant avec la nature du métal et du type d’électrode. Les moteurs thermiques, en fonctionnant, émettent également des gaz et fumées.

Le choix du mode de ventilation dépend des locaux et de l’évaluation des risques. Il tient notamment compte du temps de soudage et, s’il y a lieu, de la classe de risque des électrodes enrobées.

Pour les poussières (aérosols), l’efficacité du système peut être évaluée par la mesure de leur concentration dans l’air qui ne doit pas dépasser 10 mg/m³ en valeur limite d’exposition sur 8 heures (VLEP 8h).

Mettre en place un extincteur à proximité de la zone de travail.

Vous devez relier entre elles toutes les pièces métalliques, situées au voisinage immédiat du soudeur, au conducteur de retour du circuit de soudage. Cette liaison doit être réalisée avec des câbles électriques identiques à ceux du circuit de soudage (ne jamais raccorder cette liaison en série).

Entretenez le matériel conformément aux prescriptions du constructeur (générateurs et groupes convertisseurs, notamment en ce qui concerne les charbons, bagues et collecteurs).

Nettoyez les bobinages et conducteurs des poussières métalliques qui s’y déposent, au moyen d’un jet d’air comprimé (jamais d’oxygène), et vérifiez régulièrement le bon état des gaines isolantes des câbles.

Le choix du matériel est réalisé en fonction de l’environnement dans lequel il sera utilisé (influences externes, présence de poussières, de projection d’eau ou risques de chocs mécanique).

L’aspiration des fumées et gaz est à réaliser au plus près de leur point d’émission.

Les dispositifs d’aspiration sont soit déplaçables, soit fixes. Pour les dispositifs fixes, excluez les larges hottes en dôme disposées au-dessus du point d’émission, le soudeur se trouvant alors dans l’axe des fumées et gaz.

Divers moyens peuvent être employés ; choisissez le plus adapté à vos besoins :

• Buses et petites hottes d’aspiration déplaçables
  Elles sont reliées au système d’aspiration flexible et placées à une distance de 15 à 30 cm de l’arc pour ne pas perturber la protection gazeuse du bain de fusion.
  Les débits d’aspiration sont calculés en fonction de l’aire de l’ouverture de l’aspiration, de la distance de l’ouverture au point considéré et de la vitesse de l’air induite dans l’axe de la bouche à cette distance.
  Ces dispositifs sont adaptés pour les pièces de grande dimensions sur lesquelles il est nécessaire d’intervenir en plusieurs points éloignés. Leur réglage nécessite l’intervention du soudeur.

• Table aspirante
  L’aspiration est intégrée à la table de soudage. Positionnée à l’arrière, elle constitue une solution plus efficace et moins onéreuse. Le débit d’aspiration est calculé de façon à induire une vitesse de captage de 0.5 m/s au point d’émission des fumées le plus éloigné.
  La source d’émission est enfermée au maximum grâce aux écrans latéraux équipant la table ; sans quoi le débit d’aspiration doit être augmenté de 20 %.
  Le captage ne nécessite pas d’intervention du soudeur et le travail s’apparente à un travail sur établi.

• Cabine de soudage
  Le soudeur et la source de pollution se trouvent dans la cabine.
  La cabine doit répondre aux conditions suivantes :
  - le soudeur ne doit jamais se trouver entre le point d’émission et l’aspiration ;
  - l’écoulement de l’air doit être le plus uniforme possible dans la face ouverte.
  Le débit d’aspiration est calculé en fonction de l’aire de la face ouverte, de la vitesse moyenne d’air dans la face d’ouverture (0,5 m/s).
  Le captage ne nécessite pas d’intervention du soudeur ; la ventilation est efficace et le travail est isolé des autres postes de travail.
  Les cabines ne permettent que le travail à poste fixe elles conviennent peu aux pièces de grande dimension et sont difficilement accessibles pour l’usage de ponts roulants.
  Le soudeur doit se positionner correctement.

• Aspiration intégrée à la torche ou au pistolet
  Cette solution est limitée aux procédés de soudage semi-automatique MIG (Metal Inert Gas) et MAG (Metal Active Gas). L’aspiration est réalisée à proximité immédiate de l’arc. Les risques de perturber la protection gazeuse sont importants. L’intégration à l’outil supprime l’intervention de l’opérateur en cas de déplacement mais constitue une gêne pour celui-ci (augmentation du poids, de la taille de l’outil et présence du flexible). L’opérateur doit intervenir pour les réglages.

• Dispositif d’aspiration intégré au masque de soudage
  Cette solution est moins onéreuse mais elle représente une gêne pour le soudeur par le flexible d’aspiration et le poids accru du masque. Dans le cas de masque avec fentes d’aspiration, le soudeur doit placer le masque dans le panache des fumées pour plus d’efficacité.
  Ces dispositifs ne sont envisageables que pour des travaux nécessitant de fréquents déplacements, lorsque d’autres solutions techniques se sont révélées inefficaces ou inadaptées.

Ventilation générale

• En complément de la ventilation locale
  Installez un système de ventilation générale, si nécessaire, pour renouveler l’air des locaux et afin de diminuer les concentrations de gaz et fumées ayant échappé aux dispositifs de captage localisés, ou lorsque les gaz et fumées sont filtrés plutôt que rejetés à l’extérieur. Le débit peut être calculé en fonction du rendement du (des) dispositif(s) de captage.

• Utilisée seule
  N’envisagez cette solution que lorsqu’une ventilation locale est techniquement impossible et que les gaz et fumées sont émis à débit faible et sont peu toxiques.
  La conception d’une telle installation est complexe.

Séparez le poste de soudage avec des écrans de longueur suffisante, constitués de matériaux opaques ou transparents, ininflammables ou ignifugés, afin de protéger les autres travailleurs des projections de particules et des rayonnements.

Ils doivent avoir une hauteur de 2 mètres au-dessus du sol. Un espace libre de 0,50 mètre aménagé entre le sol et le bas des écrans facilite la circulation de l’air.

Si du personnel travaille à des niveaux différents, les écrans doivent être disposés en conséquence.

Pour les ateliers, il est conseillé de recouvrir les parois de peintures absorbant au maximum les rayons ultraviolets.

La dégradation thermique des produits de protection préalablement déposés sur le métal à souder est à l’origine de fumées. Les vapeurs issues des solvants chlorés utilisés pour le nettoyage des pièces à souder réagissent en présence de l’arc électrique et donnent lieu à l’émission de gaz.

Avant toute opération de soudage, éliminez totalement les enduits de part et d’autre de la soudure à réaliser et préférez pour cela un décapage par grattage, ou projection d’abrasif ou à air chaud, plutôt qu’aux solvants.

Lors de travaux de soudage à l’arc, à l’air libre (travaux sur chantier), placez-vous en retrait par rapport à l’arc et dans le sens du vent. Ne jamais se positionner dans l’axe des fumées afin de ne pas en inhaler.

Les équipements de protection individuelle

Les travaux de soudage à l’arc nécessitent également le port d’équipements de protection individuelle protégeant des risques mécaniques, des rayonnements, du bruit, pour le soudeur, et pour toute personne présente avec lui, mais également des écrans de protection pour le personnel travaillant ou circulant au voisinage d’un poste de soudage.

• Vêtements
  Optez pour des vêtements en tissus ininflammables, ajustés, à manches longues, exempts de plis, afin qu’ils vous protègent des radiations de l’arc électrique et des projections de particules incandescentes.
  Portez-les fermés et exempts de matières inflammables imprégnées (tâches de graisse, solvants, carburants).
  Complétez-les d’un tablier en basane, ou équivalent, et d’un casque de protection, ou, à défaut, d’une coiffe incombustible.

• Gants
  Choisissez des gants de protection adaptés pour les soudeurs et au procédé de soudage (NF EN 12477 - gants de protection pour soudeurs / NF EN 407 – Gants de protection contre les risques thermiques).

• Chaussures / bottes de sécurité
  Les chaussures et bottes sont choisies selon les travaux réalisés et leurs conditions de réalisation (NF EN ISO 20345 – NF EN ISO 20346).

• Protection des yeux et du visage
  Cagoule de soudeur, masque de soudeur et lunettes de protection : l'écran constitué de matériaux ininflammables comporte une fenêtre équipée d’un filtre oculaire protégeant des rayonnements lumineux émis. Choisissez l’opacité du filtre en fonction du procédé de soudage et de l’intensité du courant de soudage (NF EN 169).
  Pour les travaux de pointage, le soudeur a la possibilité de porter des lunettes dotées de filtres d’opacité (NF EN 169). Il peut également être équipé d’un casque avec filtres à cristaux liquides dont l’obscurcissement est commandé par l’allumage de l’arc.
   
• Protections auditives
  Outre un environnement bruyant, le soudage à l’arc peut occasionner une émission sonore dont le niveau peut atteindre 85 dB(A) pour certains procédés,
  Le port de protecteurs individuels contre le bruit (PICB) est recommandé à partir de 80 dB(A) et indispensable à partir de 85 dB(A).
  Choisissez le type de protection selon l’atténuation acoustique souhaitée (normes NF EN 352-1 - Serre-tête, NF EN 352-2 - Bouchons d’oreilles, NF EN 352-3 – Serre-tête monté sur casque de protection).

• Appareil de protection respiratoire
  Dans les locaux, en complément de la protection collective si elle n’est pas suffisante, le soudeur et toute personne à proximité doit porter un appareil de protection respiratoire.
  Le type d’équipement le plus adapté est la cagoule de soudage à adduction d'air (NF EN 14593-1 - NF EN 14594).
  Les appareils de type masque à cartouche filtrante nécessitent d’adapter le type de cartouche aux poussières/aérosols (P3), fumées et gaz émis. En outre, la durée de vie de la cartouche est difficile à évaluer. Dans tous les cas, il est nécessaire de respecter les préconisations des fabricants.
  La durée des travaux avec port d’un appareil de protection respiratoire doit être la plus limitée possible.