ISO/DIS 15012-3

Health and safety in welding and allied processes -- Requirements, testing and marking of equipment for air filtration

Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes -- Exigences, essais et marquage des équipements de filtration d'air

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 15012-3
ISO/TC 44/SC 9 Secretariat: BSI
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2016-08-02  2016-10-24
Health and safety in welding and allied processes —
Requirements, testing and marking of equipment for air
filtration —
Part 3:
Determination of the capture efficiency of on-gun welding
fume extraction devices

Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes — Exigences, essais et marquage des équipements

de filtration d’’air —

Partie 3: Détermination de l’efficacité de la prise des appareils d’extraction des fumées de soudage

ICS: 25.160.30
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ISO/DIS 15012-3:2016(E)
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ISO/DIS 15012-3:2016(E)
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ISO/DIS 15012-3:2016(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3  Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

5 Test equipment and materials ............................................................................................................................................................... 2

5.1 General requirement .......................................................................................................................................................................... 2

5.2 Test chamber ............................................................................................................................................................................................ 2

5.3 Isokinetic samplers ............................................................................................................................................................................. 2

5.4 Total fume and isokinetic filters............................................................................................................................................... 2

5.5 Extraction fan ........................................................................................................................................................................................... 2

5.6 On-torch extraction unit ................................................................................................................................................................. 3

5.7 Equipment for measuring welding current, welding voltage, wire feed speed and

arcing time .................................................................................................................................................................................................. 3

5.8 Equipment for direct-reading of fume concentration ........................................................................................... 3

5.9 Equipment for measuring the mass of fume collected ......................................................................................... 3

5.10 Equipment for measuring shielding gas volume flow rate ............................................................................... 3

5.11 Device for automatic welding ..................................................................................................................................................... 3

5.12 Device for measuring contact tip to workpiece distance (CTWD) ............................................................. 3

5.13 Device for measuring static pressure .................................................................................................................................. 4

5.14 Device for measuring the mass flow rate ......................................................................................................................... 4

5.15 Materials ....................................................................................................................................................................................................... 4

6 Test procedure ........................................................................................................................................................................................................ 4

6.1 Preliminary tests ................................................................................................................................................................................... 4

6.1.1 Setting the shielding gas flow rate .................................................................................................................... 4

6.1.2 Measuring the flow rates and determination of leakage ............................................................... 4

6.2 Setting up the test equipment .................................................................................................................................................... 5

6.3 Capture efficiency tests .................................................................................................................................................................... 6

6.3.1 General...................................................................................................................................................................................... 6

6.3.2 Test procedure ................................................................................................................................................................... 6

6.3.3 Calculation of the results .......................................................................................................................................... 7

7  Test parameters for generating comparable test report capture efficiency data ............................8

8  Test report ................................................................................................................................................................................................................... 9

Annex A (informative) Examples of test chambers .............................................................................................................................10

Annex B (informative) Equipment notes .......................................................................................................................................................12

Annex C (informative) Trial tests ..........................................................................................................................................................................14

Annex D (normative) Test procedures.............................................................................................................................................................16

Annex E (informative) Data processing for test method 3 ..........................................................................................................17

Annex F (normative) Test parameters form to be filled ................................................................................................................19

Annex G (informative) Suggested parameters for testing ...........................................................................................................20

Annex H (informative) Information about the necessity to measure leakage .......................................................21

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................22

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ISO/DIS 15012-3:2016(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,

as well as information about ISO’s adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the

Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.

The committee responsible for this document is ISO/44/SC 9.
A list of all parts in the ISO 15012- series can be found on the ISO website.
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ISO/DIS 15012-3:2016(E)
Introduction

Welding generates fumes and gases which, if inhaled, can be harmful to human health. Therefore,

control of the fume and gases must be exercised to minimise worker exposure.

The most effective method of welding fume control is local exhaust ventilation (LEV) which captures

the fumes at source before they enter the general environment and the breathing zone of workers.

One form of LEV used in welding is on-torch extraction in which the extraction system is either an

integral part of the welding torch or is attached to it close to the arc area. Anecdotal evidence within

the fabrication industry suggested that it is impossible to capture fume efficiently whilst maintaining

[[4]]

weld metal integrity but research (see bibliography ) has shown this not to be the case, certainly as

far as weld metal porosity is concerned.

This part of EN 15012 prescribes a method for measuring the capture efficiency of on-torch extraction

systems. The procedure only prescribes a methodology, leaving selection of the test parameters to the

user, so that the effect of different variables may be evaluated.

It has been presumed in the drafting of this standard that the executions of its provisions and the

interpretation of the results obtained are entrusted to appropriately qualified and experienced people.

© ISO 2016 – All rights reserved v
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD  ISO/DIS 15012-3:2016(E)
Health and safety in welding and allied processes —
Requirements, testing and marking of equipment for air
filtration —
Part 3:
Determination of the capture efficiency of on-gun welding
fume extraction devices
1 Scope

This part of ISO 15012 defines a laboratory method for measuring the welding fume capture efficiency

of on-torch extraction systems. It is applicable to integrated on-torch systems and to systems where

a discrete extraction system is attached to the welding torch close to the arc area. The methodology

is suitable for use with all continuous wire welding processes, all material types and all welding

parameters.

The method can be used to evaluate the effects of variables such as extraction flow rate, extract nozzle

position, shielding gas flow rate, welding geometry, welding torch angle, fume emission rate etc. on

capture efficiency.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 15767, Workplace atmospheres — Controlling and characterizing uncertainty in weighing collected

aerosols
ISO/IEC Guide 98, Uncertainty of measurement — All parts
3  Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
test chamber

semi-enclosed extracted chamber in which welding fume capture efficiency testing is performed

3.2
isokinetic sampler

device for collecting aerosol samples at the same velocity as the air being sampled

3.3
test chamber sampling duct

duct between the test chamber and an extraction fan in which all the fume generated can be collected

or sampled isokinetically
© ISO 2016 – All rights reserved 1
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ISO/DIS 15012-3:2016(E)
3.4
emission rate
mass of the particles emitted by the welding fume source per unit time
Note 1 to entry: Emission rate is expressed in mg/s.
4 Principle

Automatic welding is performed using the on-torch extraction torch under test, on a test piece, inside

a continuously extracted test chamber. Testing is carried out using identical welding parameters with

and without the on-torch extraction activated. The ratio of measurements in the test chamber sampling

duct is used to calculate the capture efficiency of the on-torch extraction torch.

Three methods of measuring the fume can be used. Two methods employ gravimetric measurement.

The first method measures the total fume generated whilst second method employs isokinetic sampling

in the test chamber sampling duct. The third method employs a direct reading measuring technique in

the test chamber sampling duct.
5 Test equipment and materials
5.1  General requirement

The test setup shall enable containment of the fume generated in the arc area within the test chamber

whilst ensuring the air velocity in the welding area below the torch does not exceed 0,2 m/s without

welding and with the on-torch extraction off. See also B.1.

NOTE It is possible that not all of the fume generated by spatter production will be contained within the test

chamber.
5.2  Test chamber

A continuously extracted chamber of sufficient dimensions to enclose the welding operation. Either the

chamber shall be constructed of materials that will withstand close proximity to the heat and spatter

generated by the welding or the chamber shall be designed so that the materials used are sufficiently

distant from the arc to avoid problems arising from heat and spatter generation. See Figures A.1 and A.2.

Compliance with the requirements of clause 5.1 shall be verified.
5.3  Isokinetic samplers

The sample flow rate shall be such that the velocity through the sample inlet is the same as the

surrounding air velocity. This ensures that the particle size distribution is unaffected by the sampling

process and therefore the sample represents the particles present in the sampling duct. See also C.3.

5.4  Total fume and isokinetic filters

Filters, manufactured from glass or quartz fibre, with particle retention properties down to

approximately 1 µm to 2 µm. The filters shall not tear or perforate during testing (see B.3) and shall not

be so friable that fibres can be lost from the filters during handling.
Filters shall be treated according to the procedures defined in ISO 15767.
5.5  Extraction fan

The extraction fan for the sampling chamber shall be capable of maintaining a constant flow rate

(± 2 %) in the test chamber sampling duct during testing when using during testing with iso-kinetic

sampling or direct reading equipment.
2 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO/DIS 15012-3:2016(E)

The air flow generated by the fan shall be capable of retaining the entire fume generated within the test

chamber.
5.6  On-torch extraction unit

The on-torch extraction unit shall be capable of maintaining a constant flow rate (± 2 %) in the on-torch

extraction line during testing.

5.7  Equipment for measuring welding current, welding voltage, wire feed speed and

arcing time

Equipment capable of measuring the current, voltage, wire feed speed and the arcing time within

± 1% . Electronic integrating equipment with frequent sampling intervals and a logging capability is

recommended. See also Annex D.

In the absence of such equipment, current may be measured using a shunt or a Hall Effect probe

connected to a moving coil meter. Voltage may be measured using a moving coil meter. Wire feed speed

may be determined by measuring the length of wire exiting the welding torch in a measured time. The

calibration of the equipment shall be traceable to national standards.
5.8  Equipment for direct-reading of fume concentration

The equipment shall have a reading that is directly proportional to the concentration with a maximum

linearity error of 5% over the expected concentration range.

NOTE Equipment suitable for direct-reading of fume concentration is described for example in

CEN/TR 16013.
5.9  Equipment for measuring the mass of fume collected

A balance, capable of measuring the mass of isokinetic sample filters and isokinetic sample filters plus

fume with an accuracy of ± 0,01 mg or better.

A balance, capable of measuring the mass of total fume collection filters and total fume collection filters

plus fume with an accuracy of ± 1 mg or better.
The balance calibrations shall be traceable to national standards.
5.10 Equipment for measuring shielding gas volume flow rate

Equipment calibrated for the shielding gas in use, capable of measuring the volume flow rate to within

± 5% or better. See B.4.
The calibration of the equipment shall be traceable to national standards.
5.11 Device for automatic welding

A device that permits the capture efficiency test to be performed under automated conditions, capable

of advancing the test piece under a stationary welding torch at an appropriate rate (welding speed). It

shall be possible to secure the test piece to the device, such that it cannot bow during welding.

5.12 Device for measuring contact tip to workpiece distance (CTWD)

A gauge, made by machining a metal block to a thickness equivalent to the required CTWD to within

± 5% or better, or a metal wedge with distance markings at appropriate points.
© ISO 2016 – All rights reserved 3
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ISO/DIS 15012-3:2016(E)
5.13 Device for measu
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 15012-3
ISO/TC 44/SC 9 Secrétariat: BSI
Début de vote: Vote clos le:
2016-08-02 2016-10-24
Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes —
Exigences, essais et marquage des équipements de
filtration d’air —
Partie 3:
Détermination de l’efficacité de captage des systèmes
d’extraction des fumées de soudage par torche aspirante

Health and safety in welding and allied processes — Requirements, testing and marking of equipment for

air filtration —

Part 3: Determination of the capture efficiency of on-gun welding fume extraction devices

ICS: 25.160.30
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT

Le présent document est distribué tel qu’il est parvenu du secrétariat du comité.

ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 15012-3:2016(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2016
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ISO/DIS 15012-3:2016(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2016, Publié en Suisse

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée

sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur

l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à

l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO/DIS 15012‐3:2016(F)
Contents
Page

Avant‐propos .................................................................................................................................................................. 4

Introduction .................................................................................................................................................................... 5

1 Domaine d’application .................................................................................................................................. 1

2 Références normatives ................................................................................................................................. 1

3 Termes et définitions ..................................................................................................................................... 1

4 Principe ............................................................................................................................................................... 2

5 Matériel d’essai et matériaux ..................................................................................................................... 2

5.1 Exigences générales ....................................................................................................................................... 2

5.2 Chambre d’essai ............................................................................................................................................... 2

5.3 Échantillonneurs isocinétiques ................................................................................................................. 2

5.4 Totalité des fumées et filtres isocinétiques ........................................................................................... 2

5.5 Ventilateur d’extraction ............................................................................................................................... 3

5.6 Unité d’extraction par torche aspirante ................................................................................................. 3

5.7 Matériel de mesure du courant de soudage, de la tension de soudage, de la vitesse de

dévidage du fil et du temps d’arc ............................................................................................................... 3

5.8 Matériel de lecture directe de la concentration de fumées ............................................................. 3

5.9 Matériel de mesure de la masse des fumées recueillies ................................................................... 3

5.10 Matériel de mesure du débit‐volume de gaz de protection ............................................................. 3

5.11 Dispositif de soudage automatique .......................................................................................................... 4

5.12 Dispositif de mesure de la distance entre l’extrémité du tube‐contact et la pièce

(CTWD) ............................................................................................................................................................... 4

5.13 Dispositif de mesure de la pression statique ........................................................................................ 4

5.14 Dispositif de mesure du débit‐masse ....................................................................................................... 4

5.15 Matériaux ........................................................................................................................................................... 4

6 Mode opératoire d’essai ............................................................................................................................... 4

6.1 Essais préliminaires ....................................................................................................................................... 4

6.1.1 Réglage du débit du gaz de protection .................................................................................................... 4

6.1.2 Mesurage des débits et détermination des fuites ................................................................................ 4

6.2 Installation du matériel d’essai ................................................................................................................. 5

6.3 Essais d’efficacité de captage ...................................................................................................................... 6

6.3.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 6

6.3.2 Mode opératoire d’essai ............................................................................................................................... 6

6.3.3 Calcul des résultats ......................................................................................................................................... 7

7 Paramètres d’essai pour générer des données d’efficacité de captage comparables

pour le rapport d’essai .................................................................................................................................. 8

8 Rapport d’essai ................................................................................................................................................ 9

Annex A (informative) Exemples de chambres d’essai ................................................................................ 10

Annex B (informative) Notes relatives au matériel ...................................................................................... 12

Annex C (informative) Essais préliminaires .................................................................................................... 14

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ISO/DIS 15012‐3:2016(F)

Annex D (normative) Modes opératoires d’essai ........................................................................................... 16

Annex E (informative) Traitement des données pour la méthode d’essai 3 ........................................ 17

Annex F (normative) Formulaire à compléter pour les paramètres d’essai ........................................ 19

Annex G (informative) Paramètres d’essai suggérés .................................................................................... 20

Annex H (informative) Informations sur la nécessité de mesurer les fuites ....................................... 21

Bibliographie ................................................................................................................................................................ 22

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iii
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ISO/DIS 15012‐3:2016(F)
Avant‐propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le

droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir

www.iso.org/directives).

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet

de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour

responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails

concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés

lors de l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations

de brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation

de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de

l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC),

voir le lien suivant : http ://www.iso.org/iso/fr/foreword.html.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 44/SC 9.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 15012 est disponible sur le site web de l’ISO.

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ISO/DIS 15012‐3:2016(F)
Introduction

Le soudage génère des fumées et des gaz qui, en cas d’inhalation, peuvent être dangereux pour la santé.

Par conséquent, un contrôle des fumées et des gaz produits doit être effectué pour réduire au maximum

l’exposition des travailleurs.

La méthode la plus efficace pour contrôler les fumées de soudage est la ventilation par extraction

localisée (LEV), qui capte les fumées à la source avant qu’elles n’entrent dans l’environnement général

de travail et dans la zone de respiration des travailleurs.

L’extraction par torche aspirante est une forme de LEV utilisée pour le soudage, dans laquelle le

système d’extraction fait soit partie intégrante de la torche de soudage, soit est attaché à celui‐ci près de

la zone d’arc. Un certain nombre d'éléments dans le secteur industriel de la fabrication laissent croire

qu’il est impossible de capter efficacement les fumées tout en maintenant l’intégrité du métal fondu,

[4]

mais des recherches (voir la référence bibliographique ) ont montré que cette affirmation est fausse,

du moins en ce qui concerne la porosité du métal fondu.

La présente partie de l’ISO 15012 spécifie une méthode de mesure de l’efficacité de captage des

systèmes d'extraction par torche aspirante. Le mode opératoire spécifie seulement une méthodologie,

en laissant à l’utilisateur le choix des paramètres d’essai, afin de pouvoir évaluer l’effet de différentes

variables.

La présente norme a été élaborée en supposant que l’exécution de ses dispositions et l’interprétation

des résultats obtenus sont confiées à des personnes qualifiées et expérimentées.
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 15012‐3:2016(F)
Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes —
Exigences, essais et marquage des équipements de filtration
d’air — Partie 3 : Détermination de l’efficacité de captage des
systèmes d'extraction des fumées de soudage par torche aspirante
1 Domaine d’application

La présente partie de l’ISO 15012 définit une méthode de mesure en laboratoire de l’efficacité de

captage des fumées de soudage par des systèmes d'extraction par torche aspirante. Elle est applicable

aux systèmes à torche intégrée et aux systèmes dans lesquels un système d’extraction distinct est

attaché à la torche de soudage à proximité de la zone d’arc. La méthodologie convient pour une

utilisation avec tous les procédés de soudage à dévidement de fil continu, pour tous les types de

matériaux et tous les paramètres de soudage.

Cette méthode peut servir à évaluer les effets sur l’efficacité de captage de variables, telles que le débit

d’extraction, la position de la buse d’extraction, le débit du gaz de protection, la géométrie de soudage,

l’angle de la torche de soudage, le taux d’émission de fumées, etc.
2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des exigences

du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références

non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels

amendements).

ISO 15767, Air des lieux de travail — Contrôle et caractérisation de l'incertitude de pesée des aérosols

collectés
ISO/IEC Guide 98 (toutes les parties), Incertitude de mesure
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

3.1
chambre d’essai

enceinte d’extraction semi‐fermée dans laquelle sont réalisés les essais d’efficacité de captage de

fumées de soudage
3.2
échantillonneur isocinétique

dispositif permettant de recueillir des échantillons d’aérosol à la même vitesse que l’air qui est prélevé

3.3
conduit d’échantillonnage de la chambre d’essai

conduit situé entre la chambre d’essai et un ventilateur d’extraction, dans lequel toutes les fumées

générées peuvent être recueillies ou prélevées de manière isocinétique
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ISO/DIS 15012‐3:2016(F)
3.4
taux d’émission
masse de particules émises par la source de fumées de soudage par unité de temps
Note 1 à l’article : Le taux d’émission est exprimé en mg/s.
4 Principe

Le soudage automatique est réalisé à l’aide de la torche aspirante soumise à l’essai, sur une pièce

d’essai, à l’intérieur d’une chambre d’essai équipée d’un système d’extraction en continu. Les

paramètres de soudage sont identiques que l’extraction par torche aspirante soit activée ou non. Le

rapport des mesures dans le conduit d’échantillonnage de la chambre d’essai sert à calculer l’efficacité

de captage de la torche aspirante.

Trois méthodes de mesure des fumées peuvent être utilisées. Deux d’entre elles consistent en un

mesurage gravimétrique. La première méthode mesure la totalité des fumées générées, tandis que la

deuxième consiste en un échantillonnage isocinétique dans le conduit d’échantillonnage de la chambre

d’essai. La troisième méthode utilise une technique de mesure à lecture directe dans le conduit

d’échantillonnage de la chambre d’essai.
5 Matériel d’essai et matériaux
5.1 Exigences générales

La configuration d’essai doit permettre le confinement des fumées générées dans la zone d’arc à

l’intérieur de la chambre d’essai, tout en garantissant que la vitesse de l’air dans la zone de soudage en

dessous de la torche ne dépasse pas 0,2 m/s sans soudage, le système d’extraction par torche aspirante

étant à l'arrêt. Voir aussi B.1.

NOTE Il est possible que toutes les fumées générées par les projections produites ne soient pas confinées

dans la chambre d’essai.
5.2 Chambre d’essai

Enceinte d’extraction en continu de dimensions suffisantes pour contenir l’opération de soudage. La

chambre doit être constituée de matériaux qui pourront résister à la proximité immédiate de la chaleur

et des projections générées par le soudage, ou elle doit être conçue pour que les matériaux utilisés

soient suffisamment éloignés de l’arc pour éviter tout problème dû à la chaleur et aux projections. Voir

les Figures A.1 et A.2.
La conformité aux exigences de 5.1 doit être vérifiée.
5.3 Échantillonneurs isocinétiques

Le débit de l’échantillon doit être tel que la vitesse au niveau de l’entrée de l’échantillon soit égale à la

vitesse de l’air environnant. Ceci garantit que le processus d’échantillonnage n’a aucune incidence sur la

distribution granulométrique et que, par conséquent, l’échantillon est représentatif des particules

présentes dans le conduit d’échantillonnage. Voir aussi C.3.
5.4 Totalité des fumées et filtres isocinétiques

Filtres, en fibres de verre ou de quartz, présentant des propriétés de rétention des particules jusqu’à

environ 1 µm à 2 µm. Les filtres ne doivent pas se déchirer ou se perforer au cours des essais (voir B.3)

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et ne doivent pas présenter une friabilité telle que des fibres puissent se détacher des filtres lors de leur

manipulation.

Les filtres doivent être traités selon les modes opératoires définis dans l’ISO 15767.

5.5 Ventilateur d’extraction

Le ventilateur d’extraction de la chambre d’échantillonnage doit pouvoir maintenir un débit constant

(± 2 %) dans le conduit d’échantillonnage de la chambre d’essai pendant les essais, qu’il soit utilisé avec

un équipement d’échantillonnage isocinétique ou un équipement à lecture directe.

Le débit d’air généré par le ventilateur doit permettre de retenir toutes les fumées générées à l’intérieur

de la chambre d’essai.
5.6 Unité d’extraction par torche aspirante

L’unité d’extraction par torche aspirante doit pouvoir maintenir un débit constant (± 2 %) dans la ligne

d’extraction par torche aspirante pendant les essais.

5.7 Matériel de mesure du courant de soudage, de la tension de soudage, de la vitesse de

dévidage du fil et du temps d’arc

Équipement pouvant mesurer le courant, la tension, la vitesse de dévidage du fil et le temps d’arc, à

± 1 %. Il est recommandé d’utiliser un intégrateur électronique ayant une fonction d’enregistrement et

des intervalles d’échantillonnage fréquents. Voir également l’Annexe D.

À défaut de ce matériel, le courant peut être mesuré à l’aide d’un shunt ou d’un capteur à effet Hall

connecté à un appareil de mesure à cadre mobile. La tension peut être mesurée à l’aide d’un appareil de

mesure à cadre mobile. La vitesse de dévidage du fil peut être déterminée en mesurant la longueur de fil

sortant de la torche de soudage en un temps mesuré. L’étalonnage du matériel doit être raccordé à des

étalons nationaux.
5.8 Matériel de lecture directe de la concentration de fumées

Le matériel doit avoir une lecture directement proportionnelle à la concentration, avec une erreur de

linéarité maximale de 5 % sur la plage de concentration prévue.

NOTE Le matériel adapté à la lecture directe de la concentration de fumées est décrit, par exemple, dans le

CEN/TR 16013.
5.9 Matériel de mesure de la masse des fumées recueillies

Balance permettant de mesurer la masse des filtres d’échantillons isocinétiques et celle des filtres

d’échantillons isocinétiques plus les fumées, avec une exactitude d’au moins ± 0,01 mg.

Balance permettant de mesurer la masse des filtres de collecte des fumées totales et celle des filtres de

collecte des fumées totales plus les fumées, avec une exactitude d’au moins ± 1 mg.

L’étalonnage de la balance doit être raccordé à des étalons nationaux.
5.10 Matériel de mesure du débit‐volume de gaz de protection

Matériel étalonné pour le gaz de protection utilisé, pouvant mesurer le débit‐volume à au moins ± 5 %.

Voir B.4.
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L’étalonnage du matériel doit être raccordé à des étalons nationaux.
5.11 Dispositif de soudage automatique

Dispositif permettant de réaliser l’essai d’efficacité de captage dans des conditions automatisées,

pouvant faire avancer la pièce d’essai sous une torche de soudage fixe à une vitesse appropriée (la

vitesse de soudage). Il doit être possible de fixer la pièce d’essai au matériel, de manière à empêcher

tout fléchissement pendant le soudage.

5.12 Dispositif de mesure de la distance entre l’extrémité du tube‐contact et la pièce

(CTWD)

Gabarit, réalisé par l’usinage d’un bloc métallique jusqu’à une épaisseur équivalente à la CTWD requise,

avec une exactitude d’au moins ± 5 %, ou cale métallique portant des repères de distance à des points

appropriés.
5.13 Dispositif de mesure de la pression statique

Dispositif permettant de mesurer la pression statique de l’air dans la ligne d’extraction par torche

aspirante avec une incertitude de mesure ne dépassant pas ± 1 % de la lecture, raccordé à des étalons

nationaux. Voir B.8.
5.14 Dispositif de mesure du débit‐masse

Dispositif de mesure du débit‐masse avec une exactitude d’au moins ± 5 %, raccordé à des étalons

nationaux (par exemple selon l’ISO 5167‐1). Voir B.9.
5.15 Matériaux

Le même lot de fil d’apport et de pièces d’essai doit être utilisé pour chaque série d’essais.

Pièces d’essai, dont le matériau et les dimensions sont adaptés à l’essai d’efficacité de captage à réaliser,

et qui permettent de réaliser en continu une soudure de longueur suffisante. Voir B.6.

6 Mode opératoire d’essai
6.1 Essais préliminaires
6.1.1 Réglage du débit du gaz de protection
Régler le débit du gaz de protection en utilisant le matériel décrit en 5.10.
6.1.2 Mesurage des débits et détermination des fuites

Mesurer le débit‐masse aux deux points illustrés à la Figure 1, sans souder, en utilisant les dispositifs

appropriés et calculer le débit‐volume d’air. Voir aussi B.7 et l’Annexe H.
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Légende

1 dispositif permettant de mesurer le débit‐masse à l’entrée d’extraction sur le connecteur de la torche

2 point de mesure du débit‐masse au niveau du connecteur Q
mconnecteur
3 connexion entre la torche et le système d’extraction
4 torche aspirante

5 dispositif permettant de mesurer le débit‐masse à l’entrée d’extraction de la torche (voir B.9)

6 point de mesure du débit‐masse au niveau de la buse Q
mbuse
7 étanchéité
8 débit d’air
Figure 1 — Points de mesure du débit
QQ
m connecteur m buse
Le rapport de fuite est égal à
m connecteur
Les débits‐volumes (Q et Q ) sont calculés à partir des débits‐masses (Q et
v buse vconnecteur mbuse

Q ), dans les conditions théoriques de température et de pression de 20 °C et 101 325 Pa

mconnecteur
(1 013,25 hPa) :
Q 
où ρ est la masse volumique de l’air à 20 °C = 1,204 kg/m.
6.2 Installation du matériel d’essai

Disposer le matériel d’essai comme illustré à la Figure 2, dans un environnement exempt

d’interférences (voir B.10).
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Légende
1 Méthode 1 (mesurage de la masse totale), conformément au Tableau 1

2 Méthode 2 (échantillonnage isocinétique avec un filtre pesé), conformément au Tableau 1

3 Méthode 3 (lecture directe dans le conduit ou après échantillonnage isocinétique), conformément au Tableau 1

4 mesurage du débit
5 mesurage de la pression statique
6 filtre de la totalité des fumées
7 unité de soudage
8 filtre d’échantillons
9 instrument à lecture directe
Figure 2 — Configuration pour les différentes méthodes de mesure
6.3 Essais d’efficacité de captage
6.3.1 Généralités

Avant de réaliser l’essai d’efficacité de captage, s’assurer que toutes les conditions de soudage et tous

les débits sont réglés aux valeurs souhaitées en effectuant des essais préliminaires. L’Annexe C fournit

des lignes directrices sur la réalisation des essais préliminaires.
6.3.2 Mode opératoire d’essai

Les étapes à suivre pour les trois méthodes d’essai différentes sont indiquées dans le Tableau 1. Pour la

configuration pour les différentes méthodes de mesure, voir la Figure 2.
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Tableau 1 — Mode opératoire d’essai
Numéro
Méthode 1 Méthode 2 Méthode 3
de l’étape
1 Mettre en marche l’unité d’extraction par torche aspirante.

Mesurer et enregistrer la pression statique à l’entrée du système d’extraction par torche aspirante.

Voir B.9.

Mesurer et enregistrer le débit d’air à l’entrée du système d’extraction par torche aspirante. Voir

B.9.
Positionner le capteur dans la
Installer un filtre préalablement pesé dans la position
4 position appropriée, voir la
appropriée, voir la Figure 2.
Figure 2.

Remplacer ou repositionner la pièce d’essai de sorte que la soudure suivante soit déposée sur un

matériau non utilisé.
5 Vérifier que la CTWD est correcte, voir l’Annexe D.

Placer la pièce d’essai sous la torche prête à commencer le soudage. Mettre en marche le

ventilateur d’extraction de la chambre d’essai (5.2). Vérifier et régler le débit si nécessaire.

Mettre en marche la pompe
pour l’échantillonneur Commencer à enregistrer le
isocinétique. Vérifier et régler signal de concentration.
le débit si nécessaire.

Mettre en marche le dispositif de soudage automatique. Attendre que l’impulsion initiale du gaz de

protection disparaisse et que le débit du gaz de protection se stabilise.
Commencer le soudage et le chronométrage.

Arrêter le soudage après le temps d’arc requis (voir 6.3.3) et enregistrer la durée.

Laisser le ventilateur d’extraction en marche jusqu’à ce que les fumées générées aient été

totalement évacuées de la chambre d’essai (au moins 60 s).
Arrêter la pompe pour Arrêter l’enregistrement du
l’échantillonneur isocinétique. signal de concentration.

9 Arrêter l’unité d’extraction par torche aspirante et le ventilateur d’extraction.

Retirer le filtre et le peser à nouveau après un conditionnement
approprié.

11 Répéter les étapes 4 à 10, c’est‐à‐dire celles avec l’extraction par torche aspirante à l'arrêt.

Répéter les étapes 1 à 11 quatre fois, soit cinq essais avec l’extraction par torche aspirante en

marche et cinq autres avec l’extraction par torche aspirante à l'arrêt.
6.3.3 Calcul des résultats

Les étapes à suivre pour les trois méthodes d’essai différentes sont indiquées dans le Tableau 2.

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Tableau 2 — Calcul des résultats d’essai
Numéro
de Méthode 1 Méthode 2 Méthode 3
l’étape
Calculer X à l’aide de l’Équation 1 :
i Calculer X à l’aide de l’Équation 2 :
m  60s
1,i
X  (1)
ct()dt
0,i
X  (2)
où i
m est la masse recueillie sur le filtre ; où
 est le temps d’arc ; et c est la concentration ;
i est le numéro de l’essai.  est le temps d’arc ; et
i est le numéro de l’essai.
Note : Pour plus d’informations, voir
l’Annexe E.

Si l’un des résultats de la série avec l’extraction par torche aspirante à l'arrêt s’écarte de la moyenne

correspondante de plus de ± 15 %, faire des vérifications pour s’assurer que tout le matériel

fonctionne correctement et répéter l’ensemble du mode opératoire.
||XX
 0,15 (3)
X()X (4)
i1
Calculer l’efficacité de captage à l’aide de l’Équation 5.
enmarche
1 (5)
à l'arrêt
X = moyenne de X avec l’extraction par torche aspirante en marche.
enmarche
X = moyenne de X avec l’extraction par torche aspirante à l'arrêt.
à l'arrêt
Estimer l’incertitude de mesure conformément à l’ISO Guide 98.
7 Paramètres d’essai pour générer des données d’efficacité de captage
comparables pour le rapport d’essai

Les essais doivent être réalisés avec les paramètres indiqués dans le Tableau 3. Les valeurs fig

...