CONVENTION D’OBJECTIFS ET DE GESTION

2014-2017

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•Programme CMR •Fumées de soudage à l’arc

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Une priorité nationale inscrite dans la COG AT/MP 2014-2017.

Action conduite par toutes les Carsat/CRAM/CGSS.

Sur une durée de 4 ans.

Sur un périmètre bien défini.

>PROGRAMME CMR Fumées de Soudage

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Contexte et finalité de l’action

Risque avéré- Fumées de soudage classées « cancérogène possible pour l’homme » par le

CIRC (classement 2B).- Abaissement de la VLEP (contraignante) Chrome VI de 50 µg/m3 à 1 µg/m3

applicable au 1er juillet 2014 (acier inoxydable).

Poursuite de l’action engagée les années passées- 1000 fiches CMR réalisées entre 2009 et 2012 sur cette problématique.

Finalité : réduire l’exposition des soudeurs- Réduire les émissions.- Déployer des moyens de captage adaptés.- Proposer des évolutions aux fournisseurs.- Mieux faire connaître les bonnes pratiques.

>PROGRAMME CMR Fumées de Soudage

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Action dans les entreprises couvertes par 7 codes de tarification et dont l’effectif est supérieur à 9 salariés.

Nombre d’établissements concernés : 2500 (pour un total d’environ 5500 SE) Nombre de salariés concernés : 80 000 (pour un total d’environ 100 000 salariés)

N° de risque Intitulé

281 AC Ateliers de constructions métalliques, y compris fabrication de charpentes

283 CB Fabrication de chaudronnerie en acier inoxydable et en métaux non-ferreux

283 CC Fabrication de chaudronnerie courante

283 CD Soudure

283 CFFabrication de chaudronnerie de contenants (réservoirs, citernes, bouteilles pour gaz comprimés), de générateurs de vapeur et accessoires, d'équipements généralement sous pression et de chaudronnerie nucléaire.

293 DB Fabrication de tracteurs et matériels agricoles

295 EC Fabrication de machines pour les industries de process (chimie, alimentation, plasturgie, caoutchouc)

>PROGRAMME CMR Fumées de soudage

> Procédés de soudure ciblés

Soudage TIG

Soudage à l’électrode enrobée

Soudage MIG / MAG

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> Soudage TIG

Ce procédé s’appelle Tungsten Inert Gas (TIG).

Ce procédé lent est recommandé pour des travaux de précision et des soudures étanches (grande qualité du cordon de soudage).

L’apport de métal se fait par une baguette non enrobée.

La soudure TIG est exécutée sous protection de gaz inerte avec une électrode non fusible et réfractaire.

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> Soudage TIGÉlectrodes :

Les électrodes sont majoritairement constituées de tungstène (W) auquel on

ajoute des oxydes métalliques pour augmenter le rendement, ces oxydes

sont ceux du thorium (ThO2), du cérium (CeO2), du lanthane (La2O3), du

zirconium (ZrO2) ou d'yttrium (Y2O3).

Pour le soudage de l'aluminium, on trouve des électrodes en tungstène pur.

La couleur de l'anneau autour de l'électrode renseigne sur la quantité et la

nature des oxydes. Un code indique aussi la teneur en oxyde. Par exemple,

WTh20 désigne une électrode de W avec 2 % de ThO2.

Une électrode WTh20 a une radioactivité de 1,3·106 Bq/kg.

Il faut la remplacer par une électrode au lanthane (La2O3).

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> Soudage TIG

Électrodes :

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> Soudage TIG

Gaz de soudage :

Dans la majorité des cas, le gaz employé est de l’argon. Ce gaz neutre

permet d'éviter l'oxydation instantanée lors de la fusion du métal soudé. Il est

aussi influant sur la création de l'arc à l'amorçage, la forme du cordon, la

vitesse de soudage.

Pour certains aciers inoxydables, l'utilisation de mélanges binaires argon +

hydrogène améliore la productivité en augmentant la pénétration et la vitesse

de soudage.

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> Soudage TIG

Métal d'apport :

Le métal d'apport est constitué d'une baguette (de diamètre

variable entre 1 et 4 mm) dont la composition se rapproche du

métal que l'on soude.

Ce métal fusionne avec l'arc et constitue un ajout de matière lors

de la formation du cordon.

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> Soudage à l’électrode enrobée

L'électrode enrobée, ou baguette de soudage, est constituée d'une âme métallique et d'un enrobage.

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> Soudage par électrode enrobée

Âme métallique :

C’est la partie métallique de l’électrode. C'est le métal d'apport déposé pour

assembler les pièces. Elle compose le centre de l'électrode.

Diamètres : de 1,25 à 8 mm.

Composition : aciers, alliages d’aluminium ou de cuivre, nickel, chrome.

Son rôle : conduit le courant , dépose le métal , crée l’arc électrique.

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> Soudage par électrode enrobée

Enrobage

C’est un mélange complexe dont les composants sont choisis en fonction du

métal à souder. Il forme le laitier qui remonte à la surface. Sa viscosité

permet de varier les positions.

Le laitier protège de l'oxydation, de l'effet de trempe et sert d'isolant

thermique.

L'enrobage peut apporter des éléments d'addition (chrome, nickel,

manganèse, etc.) modifiant les propriétés mécaniques de la soudure.

Le laitier est enlevé à l’aide d’un marteau à piquer lorsque la soudure a

refroidi.

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> Soudage MIG / MAG

Principe du procédé de soudage :

• Le fil constitue à la fois l’électrode et le métal d’apport

• L’arc et le bain de fusion sont protégés par un gaz de protection soit

inerte (MIG) soit actif (MAG).

Ce procédé est celui offrant la plus grande productivité.

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> Soudage MIG / MAG

Le choix du gaz a une influence sur la vitesse de soudage, la pénétration,

l’étalement du bain, la génération de fumées et les projections.

Le procédé MIG s'emploie pour l'acier inoxydable, les alliages légers et les

alliages cuivreux.

Le procédé MAG est réservé aux aciers non alliés ou faiblement alliés.

Type de gaz :

• MIG : (Metal Inert Gaz) : un gaz inerte est propulsé sur la soudure en

cours (Argon ou Hélium) ;

• MAG (Metal Active Gaz) : un gaz actif concourt à la qualité de la

soudure (mélange Argon/CO2 ou Argon/oxygène).

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> Soudage MIG / MAG

Cas particulier : le procédé MAG peut également être utilisé avec du fil

fourré avec ou sans gaz selon les cas.

Les différents types de fils fourrés avec protection gazeuse sont :

· Fil fourré rutile avec laitier

· Fil fourré basique avec laitier

· Fil fourré à poudre de fer (metal cored)

Comme les électrodes enrobées, les fils fourrés peuvent apporter des

éléments d'additions modifiant les propriétés mécaniques.

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> Soudage MIG / MAG

Avantages Inconvénients

- Bobine de fil (soudage en continu).

- Productivité importante .

- Peu de fumée (par opposition au soudage à l'électrode enrobée).

- Bouteille de gaz de soudage.

- Soudage en intérieur (éviter les courants d'air).

- Pénétration à maîtriser.

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> Soudage MIG / MAG

Les transferts d’arc :

Par court circuit

globulaire

pulvérisation axiale

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> Soudage MIG / MAG

Les transferts d’arc :

• Transfert par court-circuit (gouttes)

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> Soudage MIG / MAG

Les transferts d’arc :

• Transfert globulaire (grosses gouttes)

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> Soudage MIG / MAG

Les transferts d’arc :

• Transfert par pulvérisation axiale (fines gouttelettes)

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• Les fumées de soudage produisent des effets délétères sur la santé

• Du procédé et des paramètres de soudage va dépendre :

• La composition des fumées • Le débit d’émission des fumées

> Effets sur la santé

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> Emission de fumée

Influence de l’intensité de soudage

Influence du choix du diamètre de fil et de l’intensité de soudage

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> Emission de fumée

Influence du choix du gaz de protection sur le mode de transfert du métal d’apport

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> Emission de fumée

et donc sur l’émission de fumée

Influence de la technologie du poste de soudage

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> Emission de fumée

• Eviter le risque ou réduire les émissions

• Choix du procédé, de la technique de soudage (robotisation, soudure sous flux, régime d’arc…).

• Choix du métal d’apport (privilégier un fil plein à un fil fourré).

• Revêtement du métal soudé (galvanisation, huile, rouille, peinture).

>Principes généraux de prévention

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o Capter les fumées à la source.

Ventilation générale en complément du captage localisé.

EPI à limiter à certaines activités (ex travail en espace confiné).

Information/Sensibilisation/Surveillance de la santé/Hygiène au poste de travail.

> Principes généraux de prévention

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> Démarche d’intervention

Pour aspirer les fumées, la technique ne suffit pas.

Les facteurs favorisant la réussite :

1 - Avoir conscience du risque

2 – Mener une démarche globale d’intervention

3 – Faire participer les soudeurs à la démarche

4 – Se donner du temps

5 – Acheter un résultat

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Analyse des situations de travail

Pistes d’actions

Val

idat

ion

opér

ateu

rs

Rédaction d’un cahier des charges

Consultation et choix des fournisseurs

Travaux et réception suivant Cahier des Charges

Essais éventuels

> Démarche d’intervention

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Analyse des situations de travail(Observations et entretiens associant les opérateurs)

PiècesDimensions, forme, poidsPerméabilitéSériesRevêtement surface

Soudage/CoupageTechnique, matérielParamètres de soudageTemps d’arcType de cordons…

Poste de travailImplantation, mobilitéAssistance au soudageAménagement, encombrementPostureDimensions

SoudeurPart soudage/activitéFormationAptitude au changementAttente

> Démarche d’intervention

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Dilution des polluants à l’aide d’un apport d’air neuf dans le local de travail associé à une extraction

Prioritairement la ventilation locale

En complément la ventilation générale

Captage des polluants au plus près possible de leur source d’émission avant pénétration dans la zone des voies respiratoires et avant dispersion dans l’atelier

> Techniques de ventilation

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Le recyclage des fumées de soudage est à proscrire compte tenu de la possible présence d’agents CMR et des conditions restrictives qui s’appliquent aux installations avec recyclage

Recyclage

• Les 9 principes de ventilation

• Envelopper au maximum la zone de production des polluants• Capter au plus près de la zone d’émission• Placer le dispositif d’aspiration de manière que l’opérateur ne soit pas entre

celui-ci et la source de pollution• Utiliser les mouvements naturels des polluants• Induire une vitesse d’air suffisante• Répartir uniformément les vitesses d’air au niveau de la zone de captage• Compenser les sorties d’air par des entrées d’air correspondantes• Eviter les courants d’air et les sensations d’inconfort thermique• Rejeter l’air pollué en dehors des zones d’entrée d’air neuf

> Techniques de ventilation

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Principe n°1 : envelopper au maximum la zone de production de polluants

Possible uniquement en situation de soudage automatisé

(Ex. robot de soudage)

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°2 : capter au plus près de la zone d’émission

Gabarit aspirant

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°2 : capter au plus près de la zone d’émission

Gabarit aspirant

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°2 : capter au plus près de la zone d’émission

Torche aspirante

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°3 : placer le dispositif d’aspiration de manière que l’opérateur ne soit pas entre celui-ci et la source de pollution

Dosseret aspirant

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

Principe n°3 : placer le dispositif d’aspiration de manière que l’opérateur ne soit pas entre celui-ci et la source de pollutionDosseret aspirant

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Principe n°4 : utiliser les mouvements naturels des polluantsHotte

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°5 : induire une vitesse d’air suffisante

Gabarit aspirant

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°5 : induire une vitesse d’air suffisante

Aspiration par le bas

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°5 : induire une vitesse d’air suffisante

Bras aspirant

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°5 : induire une vitesse d’air suffisanteBras aspirant

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°6 : répartir uniformément les vitesses d’air au niveau de la zone de captage

Bras aspirant

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°6 : répartir uniformément les vitesses d’air au niveau de la zone de captage

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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Principe n°6 : répartir uniformément les vitesses d’air au niveau de la zone de captage

>Application des principes de ventilation au captage des fumées de soudage

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• Captage au plus près du point d’émission donc adapté au soudage de grandes pièces

• Faisceau plus lourd et plus encombrant un aménagement du poste de travail est impératif

Influence de l’angle de la torche sur l’efficacité de captage (lien vers diapo 52)

>Torche à aspiration intégrée

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Efficacité de captage en fonction de l’angle de la torche et de la vitesse d’air induite au point d’émission

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>Torche à aspiration intégrée

Angle 0°

Angle 45°

• Nécessite le raccordement à un réseau ou à un groupe d’aspiration à forte dépression

>Torche à aspiration intégrée

52

• Nécessite le raccordement à un réseau ou à un groupe d’aspiration à forte dépression

>Torche à aspiration intégrée

53

Nécessite le raccordement à un réseau ou à un groupe d’aspiration à forte dépression

>Torche à aspiration intégrée

54

Filtration des poussières (voir diapo Stéphane et vidéo)

>Torche à aspiration intégrée

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• Entretien et maintenance plus contraignante

>Torche à aspiration intégrée

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Au delà des aspects techniques faire accepter les torches aspirantes par les utilisateurs• Sensibiliser les opérateurs aux risques.• Informer les opérateurs

• Sur l’efficacité de captage

• Sur la qualité des soudures

• Sur les contraintes

• Sur les retours de terrain positifs• Etudier et adapter le poste de travail en associant les opérateurs.• Réaliser des essais sur des postes aménagés.

>Torche à aspiration intégrée

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Adaptation des postes de travailPotence auto-équilibrée

>Torche à aspiration intégrée

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Potence articulée

>Torche à aspiration intégrée

Adaptation des postes de travail

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Adaptation des postes de travail

>Torche à aspiration intégrée

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Asservissement de la ventilation au fonctionnement de la torche

>Torche à aspiration intégrée

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> Perspectives

• Améliorer les performances des torches aspirantes

• Améliorer l’efficacité de captage

• Réduire la perte de charge de la torche et des conduits

• Réduction du débit lors du soudage en angle et en coin• Déterminer les objectifs de résultat à inscrire au cahier des charges en

fonction du procédé de soudage

• Projet de norme européenne (Efficacité de captage)

>Torche à aspiration intégrée

62

Soudage TIG

>Torche à aspiration intégrée

63

Métrologie

>Torche à aspiration intégrée

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>Torche à aspiration intégrée

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Protection respiratoire si captage localisé impossible ou mauvaise efficacité de captageo Ventilation assistée ou Adduction d’air lors des opérations de soudage /

meulage

>Equipement de protection individuelle

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Guide pratique de ventilation N° 0 et 1 Guide pratique de ventilation N°7

Édition décembre 2007 Document SP 1172 Carsat Rhône-Alpes DVD 0388 séquence prévention « Le soudage à l’arc » Aide mémoire juridique TJ 5

Aération et assainissement des locaux de travail Brochure ED 6008

Dossier d’installation de Ventilation

>Fumées de soudage : Bibliographie

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> Merci

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