S dostupností nových přenosných ručních laserových svařovacích systémů chlazených vzduchem se zájem o laserové svařování v posledních několika letech rychle zvyšuje. Není těžké pochopit proč: laserové svařování je snadné na naučení, rychle a efektivně vytváří svary vynikající kvality a minimalizuje dokončovací práce po svařování. Výhody pro podniky a svářeče jsou značné.
Často se však objevuje otázka: jak je to s bezpečností? Ve výrobním průmyslu jsou tradiční metody jako MIG a TIG dobře známé. Zkušení svářeči vědí, že mají nosit žáruvzdorný oděv, používat ochranu očí a omezit působení výparů. Naproti tomu ruční laserové svařování je pro mnoho výrobců stále ještě novinkou a není tak dobře pochopeno.
Naštěstí se bezpečnostní opatření používaná při obloukovém i laserovém svařování v mnohém překrývají. Existují však i některé zásadní rozdíly. V tomto článku vás seznámíme se vším, co potřebujete vědět (a ještě o něco více).
Je laserové svařování bezpečné?
Je velká pravděpodobnost, že jste přišli pro jednoduchou odpověď ano nebo ne na tuto otázku. Krátká odpověď zní ano, pokud dodržíte několik zásad. Dlouhá odpověď je, no, zbytek tohoto článku.
Laserové svařování se již desítky let používá v různých aplikacích a průmyslových odvětvích. Neustálé zdokonalování laserové technologie vedlo k jejímu většímu rozšíření - a to do té míry, že se s výrobky svařovanými laserem pravděpodobně setkáváte téměř každý den. Na přesnost a kvalitu laserového svařování se často spoléhá vše od vozidel po baterie a od elektroniky po šperky.
Nic z toho by samozřejmě nebylo možné, kdyby lasery a jejich bezpečnost nebyly dobře známy. Začněme tím, že prozkoumáme, jak laserové světlo funguje.
Lasery mohou vyzařovat světlo v širokém rozsahu vlnových délek (často měřených v nanometrech). Vláknové lasery používané pro ruční svařování vyzařují infračervené světlo o vlnové délce zhruba 1070 nanometrů. Toto infračervené světlo není viditelné pouhým okem, ale přesto může představovat problém, pokud se dostane do přímého nebo nepřímého kontaktu s nechráněnýma očima nebo pokožkou.
Vlnová délka laserového světla ovlivňuje, jak velká část světla je absorbována a jak velká část je odražena od daného materiálu. Světlo o vlnové délce 1070 nanometrů je dobře absorbováno většinou kovů, ale část se přesto odráží.
Absorbované laserové světlo se rychle přemění na teplo a vytvoří roztavenou svarovou lázeň. Odražené laserové světlo se rozptyluje od cílového materiálu. Po odrazu a rozptylu se relativní hustota výkonu paprsku rychle snižuje, jak se paprsek vzdaluje od hořáku. Jinými slovy, je jen malá pravděpodobnost, že dojde k poškození nehořlavých materiálů na druhé straně místnosti. Přesto se vyplatí být opatrný.
Při laserovém svařování držte hořák vždy pod úhlem 30° až 70° od svařovaného povrchu a vždy směřujte hořák směrem od sebe. Při větším úhlu hrozí poškození optiky hořáku nebo odraz světla na svářeče. Nižší úhly vysílají koncentrovanější světlo směrem od dílu (a pravděpodobně ovlivní kvalitu svaru). Bez ohledu na použitý úhel je důležité mít na paměti, že nikdo by nikdy neměl stát přímo před někým, kdo svařuje laserem.
Svařovací prostor musí být také zabezpečen s ohledem na odrazy. To znamená přijmout běžná opatření, aby se v blízkosti nenacházely žádné hořlavé materiály nebo aby byly dostatečně chráněny. A v případě laserového svařování to také znamená zajistit, aby se v blízkosti a přímo v dráze odrazů nenacházely vysoce reflexní nebo citlivé materiály.
Osobní ochrana při svařování laserem
Stejně jako v případě obloukového svařování jsou osobní ochranné prostředky základem bezpečnosti i při svařování laserem. Zde je popis toho, co budete potřebovat.
Laserové ochranné brýle: Je třeba se vyhnout nechráněnému pohledu na paprsek, ať už odražený nebo jiný. I když svářeči již vědí, že se nemají dívat přímo na svařovací oblouky, relativní intenzita laserového světla je mnohem vyšší. Minimem pro každého, kdo má přímý nebo nepřímý výhled na laserový paprsek, jsou ochranné brýle nebo brýle proti laseru.
Laserové ochranné brýle chrání vaše oči tím, že blokují určité vlnové délky světla, zatímco jiné normálně propouštějí. Neexistují žádné laserové ochranné brýle, které by fungovaly pro každou vlnovou délku a intenzitu - pro ruční svařování laserem hledáte optickou hustotu (OD) 7+ a ochranu před rozsahem vlnových délek, který zahrnuje 1070 nm.
Stojí za zmínku, že standardní ochranné brýle proti laseru poskytují omezenou ochranu před jasným viditelným světlem, které vzniká při laserovém svařování. To znamená, že pozorovatelé s ochrannými brýlemi by se měli vyhnout dlouhodobému přímému pohledu na světlo. Naštěstí svářeče (kteří se nemohou přesně dívat jinam) před viditelným světlem dále chrání laserové svářečské přilby.
Laserová svářecí přilba: Svářeči musí rovněž nosit svářečskou přilbu určenou pro laserové svařování. Laserové svářečské přilby obsahují čočky, které odrážejí a/nebo pohlcují infračervené laserové světlo spolu s tradičními čočkami, které chrání před UV a viditelným světlem.
Je důležité si uvědomit, že laserové svářečské přilby nejsou vhodné pro obloukové svařování. Stejně tak obloukové svářečské přilby nejsou vhodné pro laserové svařování.
Nošení laserové svářečské helmy i laserových ochranných brýlí pomáhá zajistit, aby svářeč měl více vrstev ochrany. Stejně jako každá svářečská přilba i laserová svářečská přilba chrání svářeče před jiskrami, teplem a nárazy.
Vhodný oděv: Rozsah, ve kterém může dojít k poškození kůže, je mnohem menší než rozsah, ve kterém může dojít k poškození očí, ale lasery přesto mohou způsobit popáleniny a podráždění vystavené kůže. Výběr oblečení by vás měl chránit před náhodným vystavením odraženému laserovému světlu a běžnějším nebezpečím, jako jsou stále horké součásti a jiskry při svařování.
Oblečení, které funguje při obloukovém svařování, naštěstí funguje stejně dobře i při laserovém svařování. Pokud nosíte žáruvzdorný oděv, který zakrývá veškerou odhalenou pokožku, máte jistotu. Jako obvykle se vyhněte syntetickým tkaninám nebo plastům.
Respirátory: Respirátory jsou volitelné v závislosti na svařovacím prostředí. Pokud je k dispozici dostatečné proudění vzduchu, ventilace nebo systém odsávání dýmu, nemusí být osobní respirátor nutný. V opačném případě by svářeči měli přijmout opatření proti částicím i plynům (stejně jako při jakémkoli druhu svařování).
Skříně a laserem kontrolované oblasti
Při výkonu laseru, který se běžně používá pro ruční svařování, hrozí poškození očí až na vzdálenost stovek metrů. Ačkoli ochranné brýle proti laserům poskytují ochranu kolemjdoucím, není praktické ani bezpečné očekávat, že je budou všichni v oblasti neustále nosit.
Pracoviště pro laserové svařování proto vyžadují tzv. laserem kontrolovaný prostor. Laserem kontrolované prostory jsou vyhrazené prostory, ve kterých jsou přijata opatření na ochranu osob před potenciálním nebezpečím laserového světla.
Zde je přehled toho, co je třeba vzít v úvahu při ochraně vašeho pracovního prostoru.
Skříně: Systémy pro zpracování laserů, které nejsou ruční, jsou často integrovány do krytu, který je vyroben tak, aby zabránil působení laserového světla. U ručních laserových zařízení tomu tak není. Jaké jsou tedy vaše možnosti?
Existuje celá řada přístupů a ten nejlepší pro vás závisí na vašem pracovním prostoru. Mohou fungovat samostatné zábrany, závěsy, stávající stěny a eloxované hliníkové panely. V konečném důsledku musí být zábrany označeny jako bezpečné pro použití s lasery třídy 4 až do výkonu laseru a kryt by měl být co nejvíce "světlotěsný".
Ohrady nemusí nutně vyžadovat speciální střechy a obvykle se nevyžaduje, aby dosahovaly k zemi, i když mohou, pokud je pravděpodobné, že pracovníci a kolemjdoucí budou mít shora nebo zespodu výhled. Střecha může být například nutná, pokud má váš pracovní prostor průchod do2. patra, jako je mezipatro nebo lávka.
Bezpečnostní blokády: Automatické laserové systémy často využívají blokované přístupové dveře, aby se zabránilo náhodnému otevření systému obsluhou, když je laser zapnutý. Rozhraní bezpečnostního blokování jsou zabudována do renomovaných ručních laserových svářeček, musí však být propojena se samostatným bezpečnostním spínačem. Tato integrace zajišťuje, že laser nemůže být spuštěn, když jsou dveře otevřené, a že se laser okamžitě vypne, pokud se dveře otevřou, zatímco je laser v provozu.
Bezpečnostní blokovací připojení není nezbytně nutné, ale pro mnoho pracovišť se doporučuje. Uzamčené dveře však mohou být také dostačující, pokud je věnována dostatečná dodatečná péče vhodnému školení a omezení přístupu nepotřebných pracovníků.
Laserové bezpečnostní značky: Ruční laserové svářečky jako laserová zařízení třídy 4 vyžadují použití bezpečnostních značek, aby splňovaly požadavky ANSI Z136.1 na bezpečný provoz. Tyto značky musí být viditelné venku i uvnitř místnosti, ve které se laser používá.
Existují určité normy, které musí laserové bezpečnostní značky dodržovat, ačkoli jejich přesný design je flexibilní. Značky by měly obsahovat slovo "Nebezpečí" nebo "Varování" a symbol laserové bezpečnosti. Musí být také označeny klasifikací laseru (třída 4) a slovy jako "vyvarujte se vystavení očí nebo pokožky přímému nebo rozptýlenému záření". Ačkoli z technického hlediska nejsou povinné, mohou značky obsahovat také výstupní výkon (měřený ve wattech) a vlnovou délku (měřenou v nanometrech nebo mikronech).
Součástí laserových bezpečnostních bariér a krytů je často nezbytné bezpečnostní značení. Dodatečné značky jsou také levné a snadno je lze zakoupit z různých zdrojů. Pokud chcete být obzvláště opatrní, doporučujeme také osvětlené značky nebo světla "laser v provozu" pro případ, že probíhá svařování laserem.
Pracovníci pro laserovou bezpečnost
Podle normy ANSI Z136.1 musí každé zařízení, které provozuje laserová zařízení třídy 4, jako jsou ruční laserové svářečky, určit osobu, která bude pověřena bezpečností laserů (LSO). I když to může znít složitě, v konečném důsledku je LSO jednoduše zaměstnanec pověřený zavedením vhodných opatření pro bezpečnost laserů. Není vyžadována žádná certifikace, ale LSO musí být dostatečně proškolen, aby mohl správně vytvořit program laserové bezpečnosti. Podrobnější informace naleznete v příloze A norem ANSI Z136.1.
Bezpečnost při laserovém svařování: Shrnutí a stručná reference
Může se zdát, že je toho hodně k zapamatování, proto vám přinášíme shrnutí pro snadnější orientaci.
OOP: Všechny osoby, které mají přímý výhled na svařovací laser nebo jeho odrazy, musí nosit ochranné brýle proti laseru. Doporučuje se, aby svářeči nosili také přilbu určenou pro laserové svařování. Je třeba zvážit i použití standardních svářečských OOP, jako jsou nehořlavé oděvy a respirátory.
Úvahy: Laserové světlo se přirozeně odráží od cílového materiálu. Toto světlo může způsobit poškození očí, kůže a blízkých předmětů. Nikdo by neměl stát před svářečkou a blízké citlivé předměty by měly být odstraněny nebo chráněny. Měly by být zaznamenány a případně přemístěny i další odrazné plochy v okolí, například zrcadla.
Používání svítilny: Hořák by se měl dotýkat cílového materiálu pod úhlem 30° až 70°. Hořák by nikdy neměl mířit na nikoho nebo něco, co není cílovým materiálem.
Laserem kontrolované oblasti: Laser by měl být používán pouze v zabezpečených oblastech, které jsou obklopeny zábranami nebo stěnami určenými pro lasery třídy 4. To zahrnuje samostatné laserové bezpečnostní bariéry, laserové bezpečnostní závěsy, stávající konstrukční stěny a eloxované hliníkové panely.
Pracovníci pro laserovou bezpečnost (LSO): Alespoň jeden zaměstnanec musí být určen jako LSO. LSO je zodpovědný za zavádění opatření týkajících se laserové bezpečnosti, jako je školení a vybavení.
Začínáme s laserovým svařováním
Bezpečnost laserového svařování je pro mnohé nová, matoucí nebo znepokojující. My to chápeme, a proto se bezpečnosti laserového svařování věnujeme na 100 %. To se týká nejen zabudování bezpečnostních prvků do každého zařízení LightWELD a poskytování osobních ochranných pomůcek pro laserové svařování - také vás seznámíme se základy, zodpovíme vaše otázky a pomůžeme vám pochopit, jak bezpečně zavést laserové svařování do vašeho provozu.
POZNÁMKA: Tyto informace platí pouze pro svářeče a vedoucí dílen ve Spojených státech amerických a nenahrazují oficiální bezpečnostní dokumentaci k laserům. Viz ANSI/LIA Z136.1 a zvažte konzultaci s odborníkem na laserovou bezpečnost.
