Casques de soudage: soudeur protégé et travail plus efficace

LES FILTRES AUTO-OBSCURCISSANTS AMENENT LA QUALITE A UN NIVEAU SUPERIEUR

Ce n’est un secret pour personne: les soudeurs courent de nombreux risques en travaillant. Des équipements de protection comme des casques de soudage peuvent réduire fortement ces dangers. Ils permettent aussi de travailler plus efficacement et plus rapidement. Il était autrement dit grand temps que nous nous penchions encore sur ces casques de soudage. Nous examinerons notamment leur fonctionnement et nous attarderons sur les risques que courent les soudeurs. Nous terminerons par une vue d’ensemble des tendances actuelles et futures.

Durant l’exercice de leur métier, les soudeurs sont exposés à différents risques. Les rayons et la fumée de soudage sont ici les deux plus gros dangers. Les rayons UV provoquent des ‘coups d’arc’. Cela est ennuyeux et ils guérissent en principe d’eux-mêmes après quelques jours mais une exposition prolongée répétée peut brûler la peau et provoquer un cancer de la peau. Outre les rayons UV, il y a aussi le rayonnement infrarouge, pouvant troubler le cristallin. La fumée de soudage peut, elle, nuire à la santé générale du soudeur. A court terme, elle peut entraîner une irritation ou une asphyxie et à long terme même une anthracose ou un cancer du poumon. Certains procédés de soudage peuvent, enfin, provoquer des troubles auditifs chez les soudeurs si le bruit excède les 80 dB.

CASQUES DE SOUDAGE

Le casque de soudage est une des solutions contre les nombreux risques du métier. Il a été fortement amélioré ces dernières années, sur le plan de la sécurité comme du confort et de l’ergonomie. On distingue deux types importants: les casques de soudage passifs et actifs. Avec les premiers, les soudeurs ne perçoivent qu’une couleur (généralement le vert). Les casques actifs disposent, eux, de filtres auto-obscurcissants (ADF). Ils sont accompagnés de LCD électroniques obscurcissant graduellement, ce qui garantit une meilleure qualité d’image grâce à un meilleur contraste entre clair et foncé. La principale fonction d’un casque de soudage consiste, en effet, à protéger les yeux du soudeur de la lumière nocive. Le blocage sélectif (!) de certaines ondes lumineuses n’est pas simple.

Un autre aspect important du casque de soudage est le confort. Les meilleures lentilles au monde ne valent pas grand-chose si un soudeur trouve le casque trop lourd ou inconfortable. D’où la popularité énorme des casques en matériaux légers ces dernières années.

Fonctionnement de l’ADF

Un filtre auto-obscurcissant fonctionne avec un filtre pour ultraviolet (UV) et infrarouge (IR) éliminant les rayons nocifs au départ.

Des casques de soudage à ADF sont possibles grâce à la technologie des cristaux liquides. Lorsque de la tension est appliquée sur des cristaux liquides, leurs molécules se déplacent et se réorientent d’une manière spécifique. La manière dont elles le font exactement dépend de l’intensité du champ électrique appliqué. Les couches de cristaux liquides forment l’ADF. Des capteurs sur l’avant du casque détectent un arc de soudage. Ils font en sorte que la batterie du casque soit envoyée vers les couches de cristaux liquides. Celles-ci déforment les ondes lumineuses d’une manière spécifique pour obscurcir la ‘fenêtre’ au niveau souhaité. Les cristaux liquides peuvent être alignés avec une grande précision en appliquant de basses tensions. Même si la fonction d’obscurcissement connaît une défaillance, un casque ADF moderne doit être sûr à l’emploi.

Plus grande gamme de couleurs

Au fil des ans, la technologie a tellement évolué que différentes ombres peuvent être intégrées. Il y a des années, une seule couleur pouvait être perçue. Aujourd’hui, on voit plusieurs tons à travers les casques de soudage. Grâce à la plus grande gamme de couleurs, un soudeur peut désormais voir plus de détails et différentes couleurs. Certaines lentilles sont conçues pour réduire la charge des yeux quand on ne soude pas. Beaucoup dépend de la conception des filtres. Ici, certaines longueurs d’onde du spectre sont réfléchies, tandis que d’autres passent à travers. Cela est lié à la structure dans le filtre, dont nous avons déjà parlé. Les filtres UV et IR d’un ADF sont cruciaux car sans les cristaux liquides, les volets et polariseurs ne peuvent pas filtrer suffisamment tous les rayons IR et UV. Le filtre passe-tout est la raison pour laquelle les soudeurs voient la couleur ‘verte’ à travers leur casque.

Il y a quelques décennies, les filtres d’un ADF laissaient passer une série de longueurs d’onde de seulement 50 nanomètres, principalement les longueurs d’onde vertes. Le soudeur voyait donc la vie en vert. Il existe aujourd’hui des filtres laissant passer des longueurs d’onde entre 480 (bleu) et 720 nm (rouge). Toutes les longueurs d’onde visibles par l’œil humain sont de cette manière couvertes. Pour réaliser cela, les couches sont importantes. Les oculaires à revêtements anti-réfléchissants peuvent ainsi avoir deux ou trois couches. Le filtre passe-bande dans un casque de soudage ADF peut contenir plus de 20 couches, chacune avec une épaisseur mesurée en nanomètres. Le filtre parfait n’a pas encore été trouvé. Il doit y avoir une transition entre le côté haut et bas du spectre lumineux visible. Les recherches se poursuivent. C’est donc une question de temps avant que quelqu’un voie, au sens figuré, la lumière et lance une innovation répondant aux attentes. Cette avancée est importante pour la sécurité du soudeur. Rendre la séparation entre une bonne transmission de la couleur et pas de transmission aussi étroite que possible, dans les 20 nm, n’est pas un luxe superflu. C’est pourquoi il faut tant de couches dans le filtre passe-bande. Grâce aux innovations technologiques, les soudeurs pourront bientôt régler leur casque eux-mêmes pour voir certaines couleurs mieux que d’autres.

Temps de réaction

Le temps de réaction est la durée entre le début de l’arc de soudage et l’obscurcissement de la lentille. Au fil des ans, il s’est fortement accéléré. Aujourd’hui, le temps de transition peut être mesuré en fractions d’un millième de seconde. Le temps de réaction inférieur à 200 microsecondes est si rapide que l’œil humain ne peut pas percevoir les différences.

Ce qui est important, c’est la possibilité pour le circuit électronique de détecter la première étincelle de soudage. Si les capteurs et l’électronique ne fonctionnent pas bien, ils ne donneront pas à l’ADF l’ordre d’obscurcir. Un soudeur verra donc un éclair très vif lorsqu’il commence à souder. Il est toujours sûr de souder grâce aux filtres UV et IR passifs dans le casque de soudage, mais cette situation de travail n’est pas optimale.

Confort

Les casques de soudage ont beau offrir la meilleure protection contre la lumière de l’arc de soudage, les soudeurs n’en ont que faire si le casque n’est pas confortable pour travailler. Des casques en matériaux légers contribuent au sentiment de confort général des soudeurs. Avant, ils se plaignaient souvent du poids du casque. Le but ultime des fabricants est de fournir un casque de soudage offrant à la fois confort et vision optimale avant, pendant et après l’arc. La science à la base de la conception de visières de casque de soudage plonge profondément dans la science des matériaux et l’optique, et la majeure partie est assez compliquée. Le soudeur ne doit, en effet, pas avoir l’impression de souder avec. Des matériaux plus légers, de meilleures conceptions et une approche précise des filtres doivent permettre d’atteindre cet objectif.

TENDANCES

Il y a quelques innovations excitantes sur le marché. Il y a ainsi des fonctions dans un casque de soudage qui consignent le nombre d’arcs de soudage et la durée d’arc. Elles aident l’opérateur de soudage à mesurer la durée d’arc en fournissant un feed-back direct de ses performances de soudage, ce qui améliore la productivité. Des évaluations peuvent ensuite être réalisées au niveau de l’environnement de soudage, du soudage et des procédés pour déterminer si des choses peuvent être améliorées. Cela aide à accroître la productivité et est de plus en plus courant.

Une autre tendance se concentre sur la productivité. Les boutons sur le casque pouvant déterminer l’ombre ont ainsi été intégrés. Cela facilite l’adaptation du casque de soudage pour plusieurs procédés de production à différentes intensités de courant.

Avenir

On attend d’ici peu l’intégration d’un système HUD (‘heads up display’), communiquant les informations à l’atelier. Le concept existe depuis un moment déjà mais les défis ou problèmes pourront être résolus ces prochaines années avec le progrès de la technologie. Beaucoup pensent que l’avenir des casques de soudage réside dans la ‘Smart technology’. Cela peut aller de la simple connexion d’un smartphone au casque à l’installation d’une application restituant des données en temps réel dans le casque. Ou que diriez-vous d’une potentielle activation vocale, permettant au soudeur de modifier des réglages sur une machine à l’aide de sa voix, sans devoir se rendre à la machine?

FILTRE À FUMÉE

La fumée de soudage est, comme nous l’avons dit, mauvaise pour la santé du soudeur. L’irritation des yeux, du nez et de la gorge est ainsi courante. La fumée peut aussi provoquer la fièvre des métaux. Quelques symptômes: vertiges, nausées et maux de tête. A long terme, la fumée de soudage peut toutefois causer de graves dommages avec par exemple une anthracose ou un cancer du poumon. Un appareil respiratoire purifiant l’air entraîné dans le casque de soudage peut constituer la solution. Il a la possibilité de créer une zone respiratoire sous pression positive. Cela protège les voies respiratoires de l’utilisateur du casque. Le système consiste en un casque spécial, un souffleur, un filtre et un harnais personnalisé. L’appareil respiratoire filtre alors les particules dans l’air et amène l’air filtré dans le casque. D’après la norme européenne EN 12941, le débit d’air ne peut pas être inférieur à 120 litres par minute.

Ces dernières années, on note une hausse marquée de la demande de ce type de casques de soudage et on s’attend à ce que ce chiffre augmente encore avec les normes de plus en plus strictes.