Comprendre les Fumées de Soudage : Dangers et Réduction Sécurisée de l'Exposition

Le soudage joint les matériaux ensemble en faisant fondre une pièce métallique avec un métal d'apport pour former une jonction solide. Le processus de soudage produit de la fumée visible qui contient des fumées métalliques nocives et des sous-produits gazeux.

Cette fiche technique discute des opérations de soudage, des normes applicables et des suggestions pour protéger les soudeurs et collègues de l'exposition aux nombreuses substances dangereuses dans les fumées de soudage.

Que sont les fumées de soudage ?

Les fumées de soudage sont un mélange complexe d'oxydes métalliques, de silicates et de fluorures. Les fumées se forment quand un métal est chauffé au-dessus de son point d'ébullition et que ses vapeurs se condensent en particules très fines (particules solides). Les fumées de soudage contiennent généralement des particules de l'électrode et du matériau soudé.

La fumée de soudage est un mélange variable de gaz en suspension et de particules fines. La composition du mélange dépend de la méthode de soudage et des produits qui sont soudés. Les gaz qui peuvent être libérés incluent par exemple :

• Protection : Argon, Hélium, Azote, Dioxyde de carbone.
• Processus : Oxyde nitrique, Dioxyde d'azote, Monoxyde de carbone, Ozone, Phosgène, Fluorure d'hydrogène, Dioxyde de carbone.

Aussi, elle peut contenir beaucoup de particules fines d'oxydes métalliques, de fluorures et de métaux, tels que l'Aluminium, l'Antimoine, l'Arsenic, le Béryllium, le Cadmium, le Chrome, le Cobalt, le Cuivre, le Fer, le Plomb, le Manganèse, le Nickel, le Molybdène, l'Argent, l'Étain, le Titane, le Vanadium, le Zinc.

Facteurs qui affectent l'exposition du travailleur aux fumées de soudage :

• Type de processus de soudage
• Métal de base et métaux d'apport utilisés
• Composition de la baguette de soudage
• Localisation (extérieur, espace clos)
• Pratiques de travail du soudeur
• Mouvement d'air
• Utilisation de contrôles de ventilation

Trois facteurs déterminent les risques

Le niveau de risque, si aucune mesure de ventilation et de protection adjuvante n'est prise, dépend de trois facteurs :

• La Toxicité de la Fumée
• La Concentration de la Fumée
• La Durée d'Inhalation de la Fumée.

1. Toxicité de la fumée de soudage

La toxicité de la fumée varie. Comme dit, cela dépend du type de processus de soudage, des matériaux de soudage utilisés, et du type de matériau qui est soudé. Nous écrirons plus sur les fumées de, par exemple, soudage d'acier doux, soudage d'acier inoxydable ou soudage de métaux revêtus, et sur le développement de fumée dans des produits et processus de soudage spécifiques.

2. Concentration de la fumée de soudage

La concentration de la fumée et des substances nocives est la plus élevée dans le panache de fumée qui s'élève du point de soudage. Plus vite cette fumée est éliminée par ventilation, mieux c'est.

3. Durée d'inhalation des fumées de soudage

Combien de temps un soudeur peut inhaler une telle fumée dépend du temps qu'il soude réellement. Certains fabricants soudent une ou deux heures par jour, d'autres soudent toute la journée. Un calcul simple, aussi appelé temps d'arc, montre que plus on soude longtemps, plus de fumée est produite, et plus grand est le danger d'inhaler le mélange de gaz en suspension et de particules fines.

Les fumées de soudage peuvent causer de graves maladies

Il est assez évident qu'il est potentiellement dangereux d'inhaler de telles fumées de soudage. Et si vous n'êtes pas convaincu, lisez les nombreuses études scientifiques et rapports affirmant que les fumées de soudage peuvent causer toutes sortes de plaintes physiques et maladies graves telles que le cancer, l'asthme, et même des symptômes de la maladie de Parkinson.

Effets sur la santé de l'inhalation de fumées de soudage

• L'exposition aiguë aux fumées et gaz de soudage peut entraîner une irritation des yeux, du nez et de la gorge, des vertiges et des nausées. Les travailleurs dans la zone qui ressentent ces symptômes devraient quitter la zone immédiatement, chercher de l'air frais et obtenir des soins médicaux.
• L'exposition prolongée aux fumées de soudage peut causer des dommages aux poumons et divers types de cancer, y compris le poumon, le larynx et le tractus urinaire.
• Les effets sur la santé de certaines fumées peuvent inclure la fièvre des fumées métalliques, les ulcères d'estomac, les dommages rénaux et les dommages au système nerveux. L'exposition prolongée aux fumées de manganèse peut causer des symptômes de type Parkinson.
• Les gaz tels que l'hélium, l'argon et le dioxyde de carbone déplacent l'oxygène dans l'air et peuvent entraîner l'asphyxie, particulièrement lors du soudage dans des espaces confinés ou fermés. Le gaz monoxyde de carbone peut se former, posant un risque sérieux d'asphyxie.

Source et Effet sur la Santé des Fumées de Soudage

Type de Fumée	Source	Effet sur la Santé
Aluminium	Composants d'aluminium de certains alliages, ex. Inconel, cuivre, zinc, acier, magnésium, laiton, et matériaux d'apport.	Irritant respiratoire.
Béryllium	Agents de durcissement trouvés dans le cuivre, magnésium, alliages d'aluminium, et contacts électriques.	« Fièvre des fumées métalliques ». Un cancérigène. Autres effets chroniques incluent des dommages au tractus respiratoire.
Oxydes de Cadmium	Acier inoxydable contenant du cadmium ou matériaux plaqués, alliage de zinc.	Irritation du système respiratoire, gorge sèche et douloureuse, douleur thoracique, et difficulté respiratoire. Effets chroniques incluent dommages rénaux et emphysème. Cancérigène suspecté.
Chrome	La plupart des aciers inoxydables et matériaux à haut alliage, baguettes de soudage. Aussi utilisé comme matériau de placage.	Risque accru de cancer du poumon. Certains individus peuvent développer une irritation cutanée. Certaines formes sont cancérigènes (chrome hexavalent).
Cuivre	Alliages tels que Monel, laiton, bronze. Aussi certaines baguettes de soudage.	Effets aigus incluent irritation des yeux, du nez et de la gorge, nausées, et « Fièvre des fumées métalliques ».
Fluorures	Revêtement d'électrode commun et matériau de flux pour tôles d'acier à bas et haut alliage.	Effet aigu est irritation des yeux, du nez et de la gorge. Expositions à long terme peuvent résulter en problèmes osseux et articulaires. Effets chroniques incluent aussi excès de liquide dans les poumons.
Oxydes de Fer	Contaminant majeur dans tous les processus de soudage de fer ou d'acier.	Sidérose – une forme bénigne de maladie pulmonaire causée par des particules déposées dans les poumons. Symptômes aigus incluent irritation du nez et des poumons. Tend à se résorber quand l'exposition cesse.
Plomb	Brasure, alliages de laiton et bronze, apprêt/revêtement sur aciers.	Effets chroniques sur le système nerveux, reins, système digestif et capacité mentale. Peut causer l'intoxication au plomb.
Manganèse	La plupart des processus de soudage, surtout aciers à haute résistance.	« Fièvre des fumées métalliques ». Effets chroniques peuvent inclure problèmes du système nerveux central.
Molybdène	Alliages d'acier, fer, acier inoxydable, alliages de nickel.	Effets aigus sont irritation des yeux, du nez et de la gorge, et essoufflement.
Nickel	Acier inoxydable, Inconel, Monel, Hastelloy, et autres matériaux à haut alliage, baguettes de soudage, et acier plaqué.	Effet aigu est irritation des yeux, du nez et de la gorge. Risque accru de cancer noté dans d'autres professions que le soudage. Aussi associé à dermatite et problèmes pulmonaires.
Vanadium	Certains alliages d'acier, fer, acier inoxydable, alliages de nickel.	Effet aigu est irritation des yeux, de la peau et du tractus respiratoire. Effets chroniques incluent bronchite, rétinite, liquide dans les poumons, et pneumonie.
Zinc	Métal galvanisé et peint.	Fièvre des fumées métalliques.

Source et Effet sur la Santé des Gaz de Soudage

Type de Gaz	Source	Effet sur la Santé
Monoxyde de Carbone	Formé dans l'arc.	Absorbé facilement dans la circulation sanguine, causant maux de tête, vertiges, ou faiblesse musculaire. Concentrations élevées peuvent résulter en inconscience et mort
Fluorure d'Hydrogène	Décomposition des revêtements de baguettes.	Irritant pour les yeux et le tractus respiratoire. Sur-exposition peut causer dommages poumons, reins, os, et foie. Exposition chronique peut résulter en irritation chronique du nez, gorge, et bronches.
Oxydes d'Azote	Formés dans l'arc.	Irritation yeux, nez, gorge à faibles concentrations. Liquide anormal dans le poumon et autres effets sérieux à concentrations plus élevées. Effets chroniques incluent problèmes pulmonaires tels qu'emphysème.
Déficit en Oxygène	Soudage dans espaces confinés, et déplacement d'air par gaz de protection.	Vertiges, confusion mentale, asphyxie, et mort.
Ozone	Formé dans l'arc de soudage, surtout pendant plasma-arc, MIG, et processus TIG.	Effets aigus incluent liquide dans les poumons et hémorragie. Très faibles concentrations (ex. une partie par million) causent maux de tête et sécheresse des yeux. Effets chroniques incluent changements significatifs de la fonction pulmonaire.

Source et Effet sur la Santé des Vapeurs Organiques résultant du Soudage

Type de Gaz	Source	Effet sur la Santé
Aldéhydes (tels que formaldéhyde)	Revêtement métallique avec liants et pigments. Solvants dégraissants	Irritant pour les yeux et le tractus respiratoire.
Diisocyanates	Métal avec peinture polyuréthane.	Irritation yeux, nez, gorge. Haute possibilité de sensibilisation, produisant symptômes asthmatiques ou autres allergiques, même à très faibles expositions.
Phosgène	Métal avec solvants dégraissants résiduels. (Le phosgène est formé par la réaction du solvant et du rayonnement de soudage.)	Irritant sévère pour les yeux, le nez et le système respiratoire. Les symptômes peuvent être retardés.
Phosphine	Métal revêtu d'inhibiteurs de rouille. (La phosphine est formée par la réaction de l'inhibiteur de rouille avec le rayonnement de soudage.)	Irritant pour les yeux et le système respiratoire peut endommager reins et autres organes.

Réduction de l'exposition aux fumées de soudage

• Les soudeurs devraient comprendre les dangers des matériaux avec lesquels ils travaillent. La norme de communication des dangers d'OSHA exige que les employeurs fournissent des informations et une formation aux travailleurs sur les matériaux dangereux sur le lieu de travail.
• Les surfaces de soudage devraient être nettoyées de tout revêtement qui pourrait potentiellement créer une exposition toxique, comme les résidus de solvant et la peinture.
• Les travailleurs devraient se positionner pour éviter de respirer les fumées et gaz de soudage. Par exemple, les travailleurs devraient rester au vent lorsque le soudage se fait en environnements ouverts ou extérieurs.
• La ventilation générale, le mouvement naturel ou forcé d'air frais, peut réduire les niveaux de fumées et gaz dans la zone de travail. Le soudage en extérieur ou dans des espaces de travail ouverts ne garantit pas une ventilation adéquate. Dans les zones de travail sans systèmes de ventilation et d'échappement, les soudeurs devraient utiliser les courants d'air naturels avec un positionnement approprié pour garder les fumées et gaz loin d'eux-mêmes et des autres travailleurs.
• Les systèmes de ventilation d'extraction locale peuvent être utilisés pour éliminer les fumées et gaz de la zone de respiration du soudeur. Gardez les hottes à fumées, pistolets extracteurs de fumées et buses d'aspiration près de la source du panache pour éliminer la quantité maximale de fumées et gaz. Les systèmes d'échappement portables ou flexibles peuvent être positionnés de manière que les fumées et gaz soient aspirés loin du soudeur. Gardez les ports d'échappement loin des autres travailleurs.
• Envisagez de substituer un type de soudage à moindre génération de fumées ou moins toxique ou un consommable.
• Ne soudez pas dans des espaces confinés sans ventilation. Reportez-vous aux réglementations OSHA applicables.
• Une protection respiratoire peut être requise si les pratiques de travail et la ventilation ne réduisent pas les expositions à des niveaux sûrs.