Cagoule de soudure et Masque de soudage LCD automatique

Qu’est-ce qu’une cagoule/masque de soudure ?

La soudure permet d’assembler des métaux entre eux de manière très solide. C’est une opération assez complexe qui n’est pas à la portée de n’importe quel bricoleur, un travail dangereux par nature puisqu’elle consiste à fusionner des métaux en ayant recours à des températures hautement élevées. Ainsi, plusieurs mesures de protection sont indispensables pour éviter les risques de brûlures ou de blessures diverses pour réaliser l’opération. Outre les gants, les vêtements et tabliers résistant au feu et aux flammes, la cagoule ou le masque de soudure font parties des différents types d'équipements de protection individuelle (ÉPI) pouvant être utilisés durant les travaux de soudage.

Pourquoi avoir recours à ce type de protection ?

Le soudage requiert une élévation importante de la température et produit de la lumière vive. En effet, l’arc de soudage émet une lumière intense et des rayonnements qui infligent directement des lésions parfois irréversibles aux yeux. De même, les yeux du soudeur, mais aussi son visage, sont exposés aux éventuelles projections de laitier en fusion au moment de l’opération de soudage ou bien de particules de laitier durci pendant les opérations de piquage et de ponçage.

Une protection des yeux et du visage prend alors tout son sens, car les risques sont multiples. D’une part, le rayonnement optique ne s’arrête pas à l’éclat lumineux bien visible, la soudure émet également des rayonnements invisibles tels que les UV et les infrarouges. La chaleur intense, quant à elle, peut entrainer non seulement la brûlure de la peau, mais également des lésions externes de l’œil. D’autres parts, soudure rime toujours avec émanation de fumées, de vapeurs et de gaz divers. Il faut savoir que le risque de cancer des poumons est 40 % supérieur chez les soudeurs que dans les autres catégories professionnelles.

Une simple lunette de protection peut ne plus suffire dès lors qu’il s’agit de bien se protéger. Seuls une cagoule ou un masque de soudure peuvent offrir la protection optimale pour les yeux et le visage. Par ailleurs, certaines cagoules de soudage sont équipées d’une protection respiratoire afin d’éviter d’inhaler les polluants provenant de l’arc de soudage.

Les éléments de base qui constituent un masque ou une cagoule de soudure

Le masque de soudure assure la protection des yeux et du visage du soudeur en associant de multiples éléments. Pour ce qui est de la protection oculaire, différentes couches de matériaux sont souvent combinées pour minimiser les risques.

Généralement, le verre externe est fait de plastique polycarbonate servant de protection contre les rayons U.V, résistant aux chocs et rayures diverses.

Vient ensuite un matériau thermique évitant l’éclatement des différentes couches sous l'effet des variations brusques de température. Pour certains types de masque, cette protection thermique est parfois intégrée à la monture.

Puis, il y a le verre filtrant proprement dit qui sert principalement à atténuer l’éclat de lumière vive pour les yeux lors de l’opération de soudage. Les teintes varient en fonction du type de soudure à faire, il existe des références de filtre approprié pour différentes conditions de soudage.

Enfin, le dernier filtre interne est fait en plastique résistant, il fait office de protection pour les yeux dans le cas où le verre filtrant se brise.

À chaque type de soudure correspond la protection faciale adéquate

Plusieurs paramètres déterminent le choix du masque ou de la cagoule de soudage. Généralement, l’équipement et ses éléments constituants doivent être choisis en fonction du type de soudure à réaliser, car chaque travail de soudure ne présente pas les mêmes risques. Par ailleurs, outre une protection fiable et une bonne vision, il faut aussi tenir compte du degré de confort, de l’ergonomie et de la performance que l’équipement peut apporter.

Si pour l’utilisation du fer à souder, le port de lunette de protection est préconisé, pour ce qui est de la soudure à l’arc ou à la flamme, un masque ou une cagoule de soudure est indispensable.

Le soudage au chalumeau oxygène-acétylène requiert l’utilisation de masque léger en thermoplastique à écran en verre filtrant, appelé masque passif.

Pour ce qui est du soudage à l’arc électrique, qu’il soit de type MIG-MAG, TIG, il faut avoir recours au masque actif électro-optique. Et parce que ces types de soudure font parfois appel à l’apport de gaz actif qui entre en compte dans la qualité de la soudure et parce qu’il y a également dégagement de gaz incommodant, le masque ou la cagoule de soudure doit être équipé au minimum d’un filtre respiratoire intégré, si le choix optimum reste les équipements dotés d'un vrai système autonome de ventilation.

Les masques/cagoules passifs

Ces types de protections sont parfois appelés les masques traditionnels, car le filtre dit « passif » est le type le plus anciennement présent sur le marché. Le masque est systématiquement en teinte fixe, c’est-à-dire qu’il est équipé d’un verre teinté noir dont la nuance ne varie pas. Néanmoins sur certains modèles, les filtres sont interchangeables, le soudeur peut équiper la fenêtre de vision de son masque du verre filtrant possédant la teinte requise, mais ce verre filtrant reste toujours placé entre deux écrans protecteurs en polycarbonate transparent qui le protège, notamment des projections qui pourraient y adhérer.

Le masque passif se décline généralement en masque à serre-tête et masque à main. Ils peuvent être faits en matière polyester ou en thermoplastique léger et résistant à une certaine chaleur et aux chocs. Pour les plus grandes températures de plus de 200 °C, le polyester est combiné à la fibre de verre pour concevoir le masque. Il existe également des cagoules faites en cuir légères, mais moins résistantes à la chaleur.

Toutefois, les masques à main sont essentiellement utilisés pour des ouvrages très ponctuels du type soudure au point du fait de leur maniement : ils doivent être tenus par une main pendant l’opération de soudage. C’est aussi un inconvénient par rapport au masque à serre-tête qui laisse les deux mains totalement libres.

Que cela soit pour les masques à serre-tête, les masques à main ou encore pour les cagoules, tous du type passif, les lentilles sont classées suivant leurs performances et selon les normes citées dans le paragraphe suivant.

La teinte du verre filtrant détermine le degré de protection oculaire

Le verre filtrant évite que les rayonnements émis lors de l’opération de soudure n’abîment pas les yeux. Le terme de « teinte » désigne le niveau de cette filtration, ce dernier est directement proportionnel à l’intensité lumineuse du soudage qui varie selon le procédé adopté. Outre leur aspect teinté, les verres filtrants passent par un traitement spécifique pour augmenter leurs qualités de filtration.

Les normes appliquées aux lentilles de protection oculaire du soudeur sont les suivantes :

-          la norme EN 166 pour les conditions de base ;

-          la norme EN 169 pour les verres de soudage ;

-          la norme EN 170 pour la filtration des ultraviolets ;

-          la norme EN 171 pour la filtration des infrarouges ;

-          et la norme EN 175 pour la protection des yeux pendant le soudage.

La teinte d’un verre filtrant est indiquée par un chiffre compris entre 1,7 et 15, généralement précédé des lettres DIN. Les teintes claires concernent le premier échelon DIN 1,7 à 4 DIN. Viennent ensuite les teintes de plus en plus sombres. Autrement dit, plus le chiffre suivant la mention DIN est élevé, plus la teinte est foncée.

Pour ce qui est de la soudure à l’arc, à l’électrode enrobée, MIG, MAG ou TIG, le procédé nécessite une teinte foncée égale ou supérieure à 8 DIN, des verres opaques plus ou moins sombres, selon la nuance de noir choisie.

En fonction de l’intensité du courant pour les différents procédés de soudage, la fourchette d’échelons de la teinte varie, mais elle tient également compte des conditions spécifiques dans lesquelles est réalisée la soudure. L’acuité visuelle ou la couleur des yeux du soudeur sont aussi des facteurs qui peuvent être déterminants.

Les masques/cagoules actifs

Les masques actifs, appelés aussi masques automatiques, font appel à la technologie des cristaux liquides (LCD). C’est plus souvent le masque actif qu’on appelle communément cagoule de soudure, car elle enveloppe complètement la tête du soudeur, mais encore, le masque actif lui offre le maximum de protection avec des fonctionnalités diverses. Il a complètement révolutionné le métier du soudeur grâce à ses performances optiques et sa filtration largement supérieure par rapport aux filtres passifs traditionnels.

Le masque actif est équipé d’un dispositif électro-optique qui calcule automatiquement la quantité de lumière que peuvent supporter les yeux du soudeur. Ainsi, le filtre composé de cellules de cristaux liquides s’obscurcit instantanément dès même le déclenchement de l’arc électrique, puis s’éclaircit ensuite à l'arrêt de la lumière vive pour s'adapter en permanence à la tâche en cours.

Le dispositif électro-optique

L’écran électro-optique est également appelé « cassette », il renferme les cristaux liquides, mais également des polarisants et un circuit imprimé. Ainsi, plus la cassette est grande, plus il y a de cristaux liquides. La cassette filtrante est alimentée par des cellules photovoltaïques ou par batterie au lithium.

Les capteurs situés autour du filtre détectent l’éclat de lumière et en quelques millisecondes, une impulsion électronique active les cristaux liquides pour que ceux-ci obscurcissent le filtre, et ce en fonction du niveau d’intensité lumineuse. Lorsque la lumière s’atténue, l’éclaircissement du filtre est automatique, le soudeur peut alors vérifier et apprécier immédiatement l’opération faite et peut d’ores et déjà se préparer à la prochaine soudure.

En teinte unique ou teinte variable

Le masque actif peut être en teinte unique ou en teinte variable. En teinte unique, il s’obscurcit en une teinte de noir unique alors qu’en teinte variable, le soudeur a la possibilité de régler les nuances en fonction de ses besoins.

Lorsque la cagoule de soudage automatique est à teinte variable, le soudeur peut alors agir sur certains paramètres réglables :

-          la sensibilité de détection des capteurs d’arc et donc par extension le temps de commutation de la position claire à la position sombre et vice versa (de l'ordre du vingt millième de seconde) ;

-          le niveau de la teinte : plus sombre ou plus clair.

Les masques avec dispositif de ventilation

Les cagoules optoélectroniques sont souvent liées à des unités de filtration de l’air, ce qui permet d’étendre la protection individuelle du soudeur aux voies respiratoires. Le dispositif autonome de ventilation est porté à la ceinture ou en harnais dorsal.

La cagoule est étanche à l'air extérieur, c’est le dispositif qui se charge de l’alimentation nécessaire en air. Il aspire l’air extérieur et le fait passer par plusieurs filtres à particules, vapeurs et gaz, pour le conduire ensuite à l’intérieur de la cagoule.

Les masques et les cagoules de soudure se déclinent en de nombreuses variétés

Il existe de nombreuses variétés de masque ou de cagoule de soudure, avec une multitude de fonctions, d’options de sécurité disponibles et de personnalisations possibles. Cependant, l’idéal reste celui qui protège mieux les yeux et la peau des étincelles les plus graves, mais aussi des rayons ultraviolets et des rayons infrarouges émis par l'arc, tout aussi dommageables pour la vue et la peau.

Pour ce qui est de la largeur du filtre

Outre les différentes protections que l’équipement peut fournir, la dimension du champ de vision est également l'un des aspects à tenir en compte. Ce choix affecte parfois la vision complète de la zone à souder. Les cagoules automatiques avec un champ de vision de 97x 62 mm sont les plus répandues, mais d'autres champs plus larges existent, lesquels permettent une vision claire et naturelle et mieux encore lorsqu’elle est combinée à la technologie LCD intégrée. Toutefois, il est à noter que plus l’écran sera large, plus cela va influencer le prix de la cagoule.  

La sensibilité à la luminosité

Il est également important de vérifier les paramètres de sensibilité à la luminosité. Les paramètres réglables de chaque masque de soudure peuvent varier en fonction des gammes. Néanmoins, les modèles proposent souvent des teintes réglables de 6 à 9 ou de 9 à 13. C’est l’échelle optimum qui permet aux soudeurs de mieux contrôler les teintes et de travailler confortablement sur n'importe quelle application. Par ailleurs, les contrôles des délais de réaction sont bien pratiques pour allonger ou raccourcir le temps nécessaire à la cagoule pour revenir à l'état clair après l'achèvement d'une soudure.

Le nombre de capteurs

Il faut aussi tenir compte du nombre de capteurs de luminosité disponibles sur la cagoule de soudage. En effet, les cagoules de soudage automatiques plus simples et plus économiques fonctionnent avec un ou deux capteurs, alors que les modèles les mieux avancés fonctionnent, généralement grâce à 4 capteurs. Plus le nombre de capteurs est élevé, plus réduite sera l'hypothèse de voir la cagoule de soudage faillir lors d'opérations critiques.

Récapitulatif de la teinte (DIN) préconisée en fonction du type de soudure