Gaz et fumées de soudage et de coupage

 

Identification

Description


Principaux synonymes

Noms français :

  • Fumées de soudage
  • Gaz et fumée de soudage et de coupage
  • Gaz et fumées de soudage et de coupage

Noms anglais :

  • Cutting and welding fume and gas
  • Cutting and welding fumes and gas
  • Welding fumes
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La quantité et la composition des gaz et fumées de soudage et de coupage dépendent de plusieurs facteurs dont l'un des plus importants est le procédé utilisé. Le tableau qui suit présente les caractéristiques des principaux procédés.

Principaux procédés de soudage et de coupage et leurs caractéristiques

Nom(s) des procédés

Caractéristiques

Soudage à l'arc avec électrode enrobée (SMAW, Shielded Metal Arc Welding);
Soudage à la baguette ou soudage à l'arc manuel (MMA, Metal Manual Arc)

Soudage à l'arc, utilisant une électrode de métal enrobée d'une substance (flux ou fondant) qui, sous la chaleur produite par l'arc dégage un gaz, le dioxyde de carbone, et d'autres composés, ce qui crée une atmosphère protectrice pour le métal en fusion.

Soudage à l'arc sous protection gazeuse avec fil plein (GMAW ,Gas Metal Arc Welding;
MIG (Metal Inert Gas); MAG (Metal Active Gas))

Soudage à l'arc, utilisant une électrode sous forme de fil de métal nu qui se déroule pour former le cordon de soudure. Un gaz protecteur (le dioxyde de carbone, si le gaz est actif ou, l'argon, si le gaz est inerte) protège le métal fondu contre l'oxydation.

Soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW , Flux Core Arc Welding)

Soudage à l'arc, utilisant une électrode tubulaire ayant dans son centre un flux (fondant) qui génère un gaz protecteur. Un autre gaz protecteur peut être utilisé en plus.

Soudage à l'arc sous protection gazeuse avec électrode au tungstène (GTAW, Gas Tungsten Arc Welding, TIG, Tungsten Inert Gas)

Procédé utilisant une électrode au tungstène non fusible. Le tungstène de cette électrode est habituellement additionné d'une petite quantité de thorium qui en améliore la précision et stabilise l'arc. Une protection gazeuse est utilisée pour éviter l'oxydation (argon, hélium). Du métal d'apport peut être fourni à l'aide d'une tige de métal à souder.

Soudage à l'arc submergé (SAW, Submerged Arc Welding)

Procédé semi-automatique ou automatique. Le flux conducteur est la principale caractéristique de ce procédé. Un flux granuleux entoure le fil de métal d'apport et permet de faire passer le courant électrique du fil d'apport à la pièce à souder.

Soudage au plasma (PAW, Plasma Arc Welding)

Le plasma est constitué de gaz ionisé à une température de plus de 10 000 °C. Pour les procédés de soudage au plasma, le gaz plasmagène est de l'argon, de l'hélium ou un mélange de ces deux gaz. L'argon et l'hélium sont aussi utilisés comme gaz de protection. On utilise une électrode de tungstène non fusible et un gaz protecteur tout comme pour le TIG.

Coupage au plasma (PAC, Plasma Arc Cutting)

Pour les procédés de coupage au plasma, les gaz plasmagènes sont l'argon, l'hélium, l'azote ou l'air. L'utilisation de gaz de protection est optionnelle.

Soudage par faisceau laser (LBW, Laser Beam Welding);
Coupage par faisceau laser (LBC, Laser Beam Cutting)

La chaleur générée par le rayonnement lumineux laser permet de fondre le métal et ainsi de réaliser la soudure ou le coupage. Pour les procédés de soudage par faisceau laser, l'argon ou l'hélium sont utilisés comme gaz protecteur. Pour les procédés de coupage par faisceau laser, on utilise un jet de coupe qui peut être un gaz inerte (argon, hélium ou azote) ou actif (air, oxygène) alors que le gaz de protection est optionnel.

Gougeage à l'arc avec électrode de carbone et jet d'air (AAG, Air Carbon Arc Gouging);
Coupage à l'arc avec électrode au carbone et jet d'air (AAC, Air Carbon Arc Cutting) Arcair

Un arc électrique puissant créé entre l'électrode de carbone et la pièce de métal fait fondre le métal à supprimer qui est soufflé par un jet d'air comprimé.

Soudage par résistance par point (RSW, Resistance Spot Welding);
Soudage par résistance à la molette (RSEW, Resistance Seam Welding)

Un courant de faible tension mais de forte intensité (plusieurs milliers d'ampères) fait fondre les deux pièces de métal à souder ensemble. Ce procédé s'effectue sans métal d'apport.

Soudage oxygaz ou au chalumeau (OFW, Oxy-Fuel Welding);
Coupage oxygaz ou au chalumeau (OFC, Oxy-Fuel Cutting)

Une flamme produite en mélangeant de l'oxygène et un gaz combustible (par exemple, l'acétylène, le propane ou le gaz naturel) fait fondre les pièces de métal devant être soudées ensemble ou coupées. Les procédés de soudage oxygaz se font avec ou sans métal d'apport, qui peut être une tige enrobée ou non.

Brasage tendre aux gaz (TS, Torch Soldering);
Brasage fort aux gaz (TB, Torch Brazing)

Le fil à souder a un point de fusion relativement faible et n'a pas la même composition que les pièces de métal à joindre ensemble. Pour le brasage tendre (soldering) le point de fusion du fil à souder est inférieur à 450 °C alors que dans le brasage fort (brazing) il est supérieur à 450 °C. Un flux (fondant) est utilisé pour prévenir l'oxydation du métal à braser.

Utilisation et sources d'émission 2 8 9

Sources d'émission

Les fumées et les gaz de soudage et de coupage sont constitués d'un mélange complexe de particules et de gaz qui sont produits et dégagés lors des différentes opérations de soudage ou de coupage. Leurs compositions varient en fonction des caractéristiques des procédés et en fonction de leurs origines multiples, dont :

  • Les métaux constituant les pièces à souder ou à couper et le métal d'apport (baguette, tige ou fil à souder), des oxydes métalliques étant produits lors de la fusion;
  • Le flux (fondant), qu'il soit ajouté ou qu'il provienne d'une électrode enrobée ou d'un fil fourré. En fondant, il produit des gaz de protection pour la soudure. Il génère une bonne partie des fumées présentes dans l'environnement du soudeur;
  • Les gaz de protection et leurs produits de décomposition aux températures élevées et aux rayonnements ultraviolets;
  • L'air ambiant se décomposant aux températures élevées et aux rayonnements ultraviolets en produisant de l'ozone et des oxydes d'azote;
  • Les solvants et les dégraissants qui ont servi à nettoyer les surfaces des pièces à souder, dont on trouve des résidus à la surface de la pièce à souder ou des vapeurs dans le milieu environnant qui se décomposent aux températures élevées ou aux rayonnements ultraviolets;
  • Les peintures, lubrifiants, agents antirouilles ou recouvrements de plastique se trouvant sur la surface des pièces à souder qui se décomposent aux températures élevées.

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La cote entre [ ] provient de la banque ISST du Centre de documentation de la CSST.