Soudage - Fumées et gaz de soudage

Les fumées de soudage sont des mélanges de métaux, complexes d'oxydes, de silicates et de fluorures métalliques. Il y a formation de ces fumées lorsque le métal est chauffé à une température supérieure à son point d'ébullition. Les vapeurs qui s'en dégagent se condensent en formant de très fines particules solides. Les fumées de soudage contiennent habituellement des particules de l'électrode et du matériau soudé.

Oui, la composition des les fumées de soudage est déterminée par des métaux constitutifs des pièces assemblées, la composition de l'électrode, du revêtement et d'autres facteurs comme les suivants :

• Les fumées produites par le soudage avec un flux contenant de la silice ou du fluorure renferment de la silice amorphe ainsi que des silicates et des fluorures métalliques.
• Les fumées issues du soudage de pièces en acier doux sont essentiellement constituées de fer et de faibles quantités de particules des métaux d'addition (chrome, nickel, manganèse, molybdène, vanadium, titane, cobalt, cuivre, etc.).
• Les fumées de soudage des aciers inoxydables renferment davantage de chrome, y compris du chrome hexavalent, ou de nickel et moins de fer.
• Le soudage d'alliages de nickel produit des fumées qui contiennent beaucoup de nickel et très peu de fer.

Le revêtement et les résidus de produits se trouvant sur les faces à souder peuvent se retrouver dans les vapeurs et les fumées de soudage. Certains d'entre eux renferment des composés toxiques. C'est le cas notamment des suivants :

• les produits employés pour le travail des métaux, les huiles et les produits antirouille;
• la couche de zinc de l'acier galvanisé (se vaporise et produit de l'oxyde de zinc dans les fumées);
• le dépôt de cadmium sur les métaux cadmiés;
• le chromate;
• les peintures et les solvants;
• les apprêts à base d'oxyde de plomb;
• certains revêtements de matières plastiques.

• Pour réduire les fumées de soudage, il faut enlever le revêtement des faces à souder. Cette précaution contribue par ailleurs à la bonne qualité de la soudure.
• Utiliser un produit de décapage approprié et s'assurer d'enlever tout résidu avant de procéder au soudage.
• Les revêtements très toxiques doivent être enlevés par voie humide sous vide.
• Ne pas enlever les revêtements par ponçage car la poussière générée peut être toxique.
• Suivre les procédures de sécurité appropriées et utiliser l'équipement de protection individuelle nécessaire pendant le processus de retrait du revêtement, qui sera basé sur les évaluations des risques, les instructions du fabricant et les expositions éventuelles.

• Type de procédé de soudage.
• Composition de la baguette de soudage.
• Métaux d’apport et métaux de base utilisés.
• Type de revêtement présent.
• Emplacement (aire ouverte ou espace clos).
• Type de système de ventilation (mécanique ou aspiration à la source).
• Pratiques de travail du soudeur (p. ex. enlever les revêtements, nettoyer les surfaces, se placer correctement de manière à ne pas respirer les fumées et les gaz, comme dans le sens contraire du vent lors du soudage dans une aire ouverte ou à l'extérieur).

Les gaz de soudage sont constitués d'un mélange des gaz employés pour le soudage ou le coupage, ou produits lors de ces opérations, par exemple, les gaz de protection, les gaz formés par la décomposition des flux ou encore par l'action des rayons ultraviolets ou des températures élevées sur les gaz ou les vapeurs de l'atmosphère.

Gaz employés dans les opérations de soudage et de coupage :

• gaz de protection : dioxyde de carbone, argon, hélium, etc.
• gaz combustibles : acétylène, propane, butane, etc.
• oxygène : utilisé comme comburant dans les procédés aux gaz combustibles, et en faible proportion dans les mélanges gazeux de protection

Gaz produits par les opérations de soudage et de coupage :

• dioxyde de carbone, issu de la décomposition des flux
• de monoxyde de carbone, issu de la dégradation du dioxyde de carbone présent dans les gaz de protection utilisés en soudage à l'arc
• ozone : produit par la réaction entre l'arc électrique et l'oxygène de l'air
• oxydes d'azote : formés par l'oxygène et l'azote de l'air ambiant lorsque celui-ci est porté à des températures élevées
• gaz chlorhydrique et oxychlorure de carbone : produits par l'action des rayons ultraviolets sur les vapeurs de solvants de dégraissage chlorocarbonés (par ex. le trichloréthylène, le tétrachloréthylène)

Gaz produits par la dégradation thermique des revêtements :

• Les revêtements de polyuréthanne peuvent produire des vapeurs d'acide cyanhydrique, de formaldéhyde, de dioxyde de carbone, de monoxyde de carbone, d'oxydes d'azote et d'isocyanate.
• Les revêtements époxydes peuvent produire du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone.
• Les peintures aux résines vinyliques peuvent produire du gaz chlorhydrique.
• Les peintures antirouille à base de phosphate peuvent produire de la phosphine durant les travaux de soudage.
• Il faut réduire l'exposition aux vapeurs des solvants de dégraissage.

Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé les fumées de soudage comme « cancérogènes pour l’homme » (groupe 1). Le CIRC décrit les fumées de soudage comme étant principalement constituées de fines particules solides (d’un diamètre aérodynamique inférieur à 1 µm) et d’un mélange complexe de particules provenant du fil ou de l’électrode, du métal de base ou de tout revêtement du métal de base. Elles se composent principalement d’oxydes métalliques, de silicates et de fluorures.

Les tableaux 1 à 3 sont tirés du document intitulé « Welder's Guide to Hazards of Welding Gases and Fumes », Work Safe Alberta, 2009 . (Disponible en anglais seulement.)

Voici les plus grands dangers liés aux gaz de soudage :

• asphyxie (manque d'oxygène)
• feu ou explosion
• intoxication

Il est important de respecter les indications des fabricants des produits, des fiches de données de sécurité (FDS) et des mesures de contrôle des dangers de réduire au minimum les risques et les dangers liés aux fumées et aux gaz de soudage.

• Utiliser des produits de remplacement, par exemple des produits de nettoyage à base d'eau ou des solvants à point d'éclair élevé.
• Envisager l'utilisation d'un procédé ou d'un matériau moins générateur de fumées ou moins toxique.
• Couvrir les contenants de produits de dégraissage et les bains de dégraissage.
• Ne pas souder de surfaces sur lesquelles un solvant de dégraissage a été appliqué avant que ce dernier soit complètement évaporé.
• Ne pas faire de soudage à proximité d'un bain de dégraissage.
• Éviter l'emploi de produits de dégraissage chlorocarbonés.
• Retirer en toute sécurité les revêtements avant le soudage.
• Assurer une ventilation adéquate des lieux où s'effectuent les travaux de soudage afin d'empêcher l'appauvrissement ou l'enrichissement de l'air ambiant en oxygène de même que l'accumulation de substances dangereuses et de gaz et de vapeurs inflammables.
• Utiliser des systèmes de ventilation par aspiration à la source placés près de la source de panache pour éliminer les fumées et les gaz de la zone de respiration du soudeur.
• Porter un appareil de protection respiratoire approprié, conformément au programme de protection respiratoire de votre entreprise. L'appareil de protection respiratoire ne doit pas être utilisé pour remplacer l'utilisation de la ventilation mécanique.
• Respecter les procédures de travail sécuritaires, par exemple en veillant à ce que les travailleurs se placent de manière à ne pas respirer les fumées et les gaz de soudage.
• Des échantillons d'évaluation des risques et d'hygiène au travail peuvent être prélevés pour déterminer les expositions éventuelles des travailleurs et d'autres dangers, ainsi que pour aider à établir les mesures de contrôle nécessaires. Voir les limites d'exposition en milieu de travail applicables dans votre administration.