ISO/TS 15011-6:2012
(Main)Health and safety in welding and allied processes — Laboratory method for sampling fume and gases — Part 6: Procedure for quantitative determination of fume and gases from resistance spot welding
Health and safety in welding and allied processes — Laboratory method for sampling fume and gases — Part 6: Procedure for quantitative determination of fume and gases from resistance spot welding
ISO/TS 15011-6:2012 provides guidance on determination of emission rates of fume and gases generated by spot welding of uncoated and coated steel sheets, expressed as the quantity of pollutants per spot weld. It describes the test principle and considers methods for sampling and analysis. ISO/TS 15011-6:2012 can be used for determining the influence of the type of material, the coating system, and the material thickness on the possible generation of fume and gases when using a fixed combination of electrodes, welding equipment, and testing conditions. The data generated can be used by product manufacturers to provide information for inclusion in safety data sheets and by occupational hygienists to evaluate the significant substances emitted by spot welding in the performance of risk assessments and/or workplace exposure measurements.
Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes — Méthode de laboratoire d'échantillonnage des fumées et des gaz — Partie 6: Procédure pour la détermination quantitative des fumées et des gaz générés par le soudage par résistance par points
L'ISO/TS 15011-6:2012 constitue un guide pour la détermination des taux d'émission des fumées et des gaz générés par le soudage par résistance par points des tôles en acier avec ou sans revêtement, exprimés en quantité de polluant par point de soudure. Elle décrit le principe d'essai ainsi que des méthodes d'échantillonnage et d'analyse. L'ISO/TS 15011-6:2012 permet de déterminer l'influence du type de matériau, du système de revêtement et de l'épaisseur du matériau sur la génération éventuelle de fumées et de gaz en présence d'une association bien déterminée d'électrodes, d'équipements de soudage et de conditions d'essai. Les données générées peuvent être utilisées par les fabricants du produit pour fournir des informations à inclure dans les fiches de données de sécurité et par les responsables d'hygiène du travail afin d'évaluer les substances importantes émises par le soudage par résistance par points lors de l'évaluation des risques et/ou lors des mesurages de l'exposition sur les lieux de travail.
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 15011-6
First edition
2012-07-15
Health and safety in welding and allied
processes — Laboratory method for
sampling fume and gases —
Part 6:
Procedure for quantitative determination
of fume and gases from resistance spot
welding
Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes — Méthode de
laboratoire d'échantillonnage des fumées et des gaz —
Partie 6: Procédure pour la détermination quantitative des fumées et
des gaz générés par le soudage par résistance par points
Reference number
©
ISO 2012
© ISO 2012
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword . iv
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 2
5 Apparatus . 2
6 Procedure . 3
6.1 Preparation of test pieces. 3
6.2 Set up of welding equipment . 4
6.3 Selection of welding parameters . 4
6.4 Fume emission rate . 4
6.5 Emission rate of gases . 5
7 Calculation method . 6
7.1 Emission rate of dust . 6
7.2 Emission rate of gases . 7
8 Documentation . 8
9 Test report . 9
Annex A (informative) Examples of designs of fume box . 10
Annex B (informative) Example of a welding chamber for determination of the emission rate of
gases . 13
Annex C (normative) Welding parameters . 16
Annex D (informative) Example of test report . 17
Bibliography . 19
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of document:
an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
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.
ISO/TS 15011-6 was prepared by Technical Committee ISO/TC 44, Welding and allied processes,
Subcommittee SC 9, Health and safety.
ISO 15011 consists of the following parts, under the general title Health and safety in welding and allied
processes — Laboratory method for sampling fume and gases:
Part 1: Determination of fume emission rate during arc welding and collection of fume for analysis
Part 2: Determination of the emission rates of carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO ), nitrogen
monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO ) during arc welding, cutting and gouging
Part 3: Determination of ozone emission rate during arc welding
Part 4: Fume data sheets
Part 5: Identification of thermal-degradation products generated when welding or cutting through products
composed wholly or partly of organic materials using pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry
Part 6: Procedure for quantitative determination of fume and gases from resistance spot welding
(Technical Specification)
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Requests for official interpretations of any aspect of this Technical Specification should be directed to the
Secretariat of ISO/TC 44/SC 9 via your national standards body. A complete listing of these bodies can be
found at www.iso.org.
Introduction
Welding and cutting activities generate fume and gases which can be harmful to health and should be
controlled within the limits laid down by regulations.
Determination of the particle size distribution and the qualitative analysis (metallic and organic fraction and, if
possible, speciation) of the dust collected are part of the current practices in human health risk assessment.
In addition, determination of the emission rate of fume and gases is essential for a proper hazard
characterization (qualitative and quantitative analysis).
Emission rates cannot be used directly to assess the welder's exposure, but it is expected that materials
giving low emission rates will result in lower welder exposures than materials with high emission rates used in
the same working situation.
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 15011-6:2012(E)
Health and safety in welding and allied processes — Laboratory
method for sampling fume and gases —
Part 6:
Procedure for quantitative determination of fume and gases
from resistance spot welding
1 Scope
This part of ISO 15011 provides guidance on determination of emission rates of fume and gases generated by
spot welding of uncoated and coated steel sheets, expressed as the quantity of pollutants per spot weld. It
describes the test principle and considers methods for sampling and analysis.
This part of ISO 15011 can be used for determining the influence of the type of material, the coating system,
and the material thickness on the possible generation of fume and gases when using a fixed combination of
electrodes, welding equipment, and testing conditions.
The data generated can be used by product manufacturers to provide information for inclusion in safety data
sheets and by occupational hygienists to evaluate the significant substances emitted by spot welding in the
performance of risk assessments and/or workplace exposure measurements.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 7708, Air quality — Particle size fraction definitions for health-related sampling
ISO 15011-5, Health and safety in welding and allied processes — Laboratory method for sampling fume and
gases — Part 5: Identification of thermal-degradation products generated when welding or cutting through
products composed wholly or partly of organic materials using pyrolysis-gas chromatography-mass
spectrometry
ISO 15609-5, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding
procedure specification — Part 5: Resistance welding
ISO 15767, Workplace atmospheres — Controlling and characterizing uncertainty in weighing collected
aerosols
ISO 18278-2:2004, Resistance welding — Weldability — Part 2: Alternative procedures for the assessment of
sheet steels for spot welding
CEN/TR 14599, Terms and definitions for welding purposes in relation with EN 1792
CEN/TR 15230, Workplace atmospheres — Guidance for sampling of inhalable, thoracic and respirable
aerosol fractions
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in CEN/TR 14599 and the following apply.
3.1
gas
thermal degradation substance generated when welding and sampled in the gas phase
3.2
welding spatter
exit of molten metal from the overlapping area between the sheets and characterized by flying sparks and/or
by plumes in the overlapping area emanating from the solidified weld nugget
NOTE The solidified weld nugget can be examined for signs of weld spatter by destructive testing.
3.3
surface spatter
exit of molten metal occurring in resistance spot welding at the contact area between electrode and sheet
surface
NOTE Surface spatter is visible to the eye and can often be recognized after welding by means of a remaining dark
trace of residues on, and/or light formation of plumes at, the sheet surface.
4 Principle
Fume and gases generated by resistance spot welding are extracted into a sampling chamber in order to
determine the amount of dust generated. According to the principle of sedimentation, coarse particles are
separated and the airborne particles are collected on a preweighed filter, which is then reweighed. The fume
can then be chemically analysed, if required.
In order to determine the gaseous components, the emissions are collected in a fume box, then sampled and
quantified in an appropriate manner. Identification of any thermal degradation products of occupational
hygiene significance are undertaken in accordance with ISO 15011-5 prior to the welding test.
5 Apparatus
5.1 Resistance spot welding equipment. Refer to ISO 15609-5 for information and guidance on
appropriate resistance spot welding equipment and resistance spot welding conditions.
5.2 Equipment for determination of fume emission rate.
5.2.1 Welding chamber for determination of fume emission rate. See Annex A.
5.2.2 Sampler.
5.2.2.1 Inhalable sampler, designed to collect the inhalable fraction of airborne particles, as defined in
ISO 7708, with a high enough design flow rate to extract all the fume generated without loss on to the walls of
the welding chamber.
5.2.2.2 Respirable sampler, designated to collect the respirable fraction of airborne particles, as defined
in ISO 7708, with a high enough design flow rate to extract all the fume generated without loss on to the walls
of the welding chamber.
5.2.3 Filters, with a suitable pore size, e.g. 8 µm, and of a diameter that is compatible with the sampler
(5.2.2). Refer to ISO 15767 for guidance on selection of filters when carrying out gravimetric measurements.
2 © ISO 2012 – All rights reserved
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 15011-6
Première édition
2012-07-15
Hygiène et sécurité en soudage et
techniques connexes — Méthode de
laboratoire d'échantillonnage des fumées
et des gaz —
Partie 6:
Procédure pour la détermination
quantitative des fumées et des gaz
générés par le soudage par résistance
par points
Health and safety in welding and allied processes — Laboratory method
for sampling fume and gases —
Part 6: Procedure for quantitative determination of fume and gases from
resistance spot welding
Numéro de référence
©
ISO 2012
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe . 2
5 Appareillage . 2
6 Mode opératoire . 4
6.1 Préparation des éprouvettes . 4
6.2 Mise en place de l'équipement de soudage . 4
6.3 Sélection des paramètres de soudage . 4
6.4 Débit d'émission de fumées . 4
6.5 Débit d'émission des gaz . 6
7 Méthode de calcul . 6
7.1 Débit d'émission de poussière . 6
7.2 Débit d'émission des gaz . 7
8 Documentation . 8
9 Rapport d'essai . 9
Annexe A (informative) Exemples de conception de la chambre de prélèvement . 10
Annexe B (informative) Exemple de chambre de soudage pour la détermination du débit
d'émission des gaz . 13
Annexe C (normative) Paramètres de soudage . 16
Annexe D (informative) Exemple de rapport d'essai . 17
Bibliographie . 19
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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
Dans d'autres circonstances, en particulier lorsqu'il existe une demande urgente du marché, un comité
technique peut décider de publier d'autres types de documents:
— une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans
un groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des
membres votants du comité dont relève le groupe de travail;
— une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d'un comité technique
et est acceptée pour publication si elle est approuvée par 2/3 des membres votants du comité.
Une ISO/PAS ou ISO/TS fait l'objet d'un examen après trois ans afin de décider si elle est confirmée pour trois
nouvelles années, révisée pour devenir une Norme internationale, ou annulée. Lorsqu'une ISO/PAS ou
ISO/TS a été confirmée, elle fait l'objet d'un nouvel examen après trois ans qui décidera soit de sa
transformation en Norme internationale soit de son annulation.
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.
L'ISO/TS 15011-6 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 44, Soudage et techniques connexes,
sous-comité SC 9, Santé et sécurité.
L'ISO 15011 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Hygiène et sécurité en soudage
et techniques connexes — Méthode de laboratoire d'échantillonnage des fumées et des gaz:
Partie 1: Détermination du débit d'émission de fumée lors du soudage à l'arc et collecte des fumées pour
analyse
Partie 2: Détermination des débits d'émission du monoxyde de carbone (CO), du dioxyde de carbone
(CO ), du monoxyde d'azote (NO) et du dioxyde d'azote (NO ) lors du soudage à l'arc, du coupage et du
2 2
gougeage
Partie 3: Détermination du débit d'émission d'ozone lors du soudage à l'arc
Partie 4: Fiches d'information sur les fumées
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Partie 5: Identification des produits de dégradation thermique générés lors du soudage ou du coupage de
produits entièrement ou partiellement constitués de matériaux organiques, par pyrolyse-chromatographie
en phase gazeuse-spectrométrie de masse
Partie 6: Procédure pour la détermination quantitative des fumées et des gaz générés par le soudage par
résistance par points (Spécification technique)
Il convient d'adresser les demandes d'interprétation officielles de l'un quelconque des aspects de la présente
Spécification technique au secrétariat de l'ISO/TC 44/SC 9 via votre organisme national de normalisation. La
liste exhaustive de ces organismes peut être trouvée à l'adresse www.iso.org.
Introduction
Les activités de soudage et de coupage génèrent des fumées et des gaz qui peuvent se révéler dangereux
pour la santé et dont il convient de contrôler les limites définies par les réglementations en vigueur.
La détermination de la distribution de tailles de particules et l'analyse qualitative (fraction et si possible
spéciation métallique et organique) de la poussière recueillie relèvent des pratiques courantes lors de
l'évaluation des risques pour la santé humaine.
En outre, la détermination du taux d'émission des fumées et des gaz revêt un caractère essentiel dans le
cadre de toute appréciation correcte du risque (analyses qualitatives et quantitatives).
Les taux d'émission ne peuvent pas être utilisés directement pour évaluer l'exposition des soudeurs, mais l'on
s'attend à ce que les matériaux à faibles taux d'émission réduisent le niveau d'exposition des soudeurs par
rapport aux matériaux à fortes émissions utilisés dans les mêmes conditions opératoires.
vi © ISO 2012 – Tous droits réservés
SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 15011-6:2012(F)
Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes —
Méthode de laboratoire d'échantillonnage des fumées et des
gaz —
Partie 6:
Procédure pour la détermination quantitative des fumées et des
gaz générés par le soudage par résistance par points
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 15011 constitue un guide pour la détermination des taux d'émission des fumées et
des gaz générés par le soudage par résistance par points des tôles en acier avec ou sans revêtement,
exprimés en quantité de polluant par point de soudure. Elle décrit le principe d'essai ainsi que des méthodes
d'échantillonnage et d'analyse.
La présente partie de l'ISO 15011 permet de déterminer l'influence du type de matériau, du système de
revêtement et de l'épaisseur du matériau sur la génération éventuelle de fumées et de gaz en présence d'une
association bien déterminée d'électrodes, d'équipements de soudage et de conditions d'essai.
Les données générées peuvent être utilisées par les fabricants du produit pour fournir des informations à
inclure dans les fiches de données de sécurité et par les responsables d'hygiène du travail afin d'évaluer les
substances importantes émises par le soudage par résistance par points lors de l'évaluation des risques et/ou
lors des mesurages de l'exposition sur les lieux de travail.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 7708, Qualité de l'air — Définitions des fractions de taille des particules pour l'échantillonnage lié aux
problèmes de santé
ISO/TS 15011-5, Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes — Méthode de laboratoire
d'échantillonnage des fumées et des gaz — Partie 5: Identification des produits de dégradation thermique
générés lors du soudage ou du coupage de produits entièrement ou partiellement constitués de matériaux
organiques, par pyrolyse-chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse
ISO 15609-5, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques —
Descriptif d'un mode opératoire de soudage — Partie 5: Soudage par résistance
ISO 15767, Air des lieux de travail — Contrôle et caractérisation de l'incertitude de pesée des aérosols
collectés
ISO 18278-2:2004, Soudage par résistance — Soudabilité — Partie 2: Méthodes alternatives d'évaluation des
tôles d'acier pour le soudage par points
CEN/TR 14599, Termes et définitions pour le soudage en relation avec l'EN 1792
CEN/TR 15230, Atmosphères de lieux de travail — Guide pour l'échantillonnage des fractions d'aérosols
inhalables, thoraciques et alvéolaires
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans le CEN/TR 14599 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
gaz
substance de dégradation thermique générée lors du soudage et de l'échantillonnage en phase gazeuse
3.2
projections durant le soudage
projections de métal en fusion à partir de la zone de chevauchement entre les tôles caractérisées par des jets
d'étincelles et/ou des nuages de particules dans la zone de chevauchement provenant de la perle de soudure
solidifiée
NOTE La perle de soudure solidifiée peut faire l'objet d'un examen sur les signes de projection lors des activités de
soudage, par un essai destructif.
3.3
projections en surface
projections de métal en fusion survenant lors du soudage par résistance par points au niveau de la zone de
contact entre l'électrode et la surface de la tôle
NOTE Les projections en surface sont visibles à l'œil nu et peuvent être reconnues après soudage par la présence
d'une trace foncée restante de résidus et/ou par la formation légère de nuages de particules à la surface de la tôle.
4 Principe
Les fumées et les gaz générés par les activités de soudage par résistance par points sont extraits dans une
chambre d'échantillonnage pour déterminer la quantité de poussière générée. Selon le principe de
sédimentation, les grosses particules sont séparées et les particules en suspension dans l’air sont recueillies
sur un filtre taré qui est ensuite repesé. Si nécessaire, les fumées peuvent faire l'objet d'une analyse chimique.
Pour déterminer les composants des gaz, les émissions sont collectées dans une chambre de prélèvement,
puis
...
Questions, Comments and Discussion
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