Avec la disponibilité de nouveaux systèmes de soudage laser portables refroidis par air, l'intérêt pour le soudage laser s'est rapidement accru au cours des dernières années. Il n'est pas difficile de comprendre pourquoi : le soudage au laser est facile à apprendre, produit rapidement et efficacement des soudures d'excellente qualité et minimise les travaux de finition après soudage. Les avantages pour les entreprises et les soudeurs sont considérables.
Mais une question revient souvent : qu'en est-il de la sécurité ? Dans le secteur de la fabrication, les méthodes traditionnelles comme le MIG et le TIG sont bien connues. Les soudeurs expérimentés savent qu'ils doivent porter des vêtements résistants à la chaleur, utiliser des lunettes de protection et limiter leur exposition aux fumées. Le soudage laser manuel, en revanche, est encore nouveau pour de nombreux fabricants et n'est pas encore aussi bien compris.
Heureusement, les précautions utilisées pour le soudage à l'arc et le soudage au laser se recoupent en grande partie. Mais il existe aussi quelques différences essentielles. Dans cet article, nous allons vous présenter tout ce que vous devez savoir (et un peu plus).
Le soudage au laser est-il sûr ?
Il y a de fortes chances que vous cherchiez une réponse simple à cette question, par oui ou par non. La réponse courte est oui, à condition de respecter quelques règles. La réponse longue est, en fait, le reste de cet article.
Le soudage au laser est utilisé depuis des décennies dans une grande variété d'applications et d'industries. Les améliorations constantes de la technologie laser ont conduit à une adoption accrue - à tel point que vous rencontrez probablement des produits soudés au laser presque tous les jours. Tous les produits, des véhicules aux batteries, de l'électronique aux bijoux, dépendent souvent de la précision et de la qualité du soudage au laser.
Rien de tout cela ne serait possible, bien sûr, si les lasers et leur sécurité n'étaient pas bien compris. Commençons par examiner le fonctionnement de la lumière laser.
Les lasers peuvent émettre de la lumière dans une large gamme de longueurs d'onde (souvent mesurées en nanomètres). Les lasers à fibre utilisés pour le soudage manuel émettent une lumière infrarouge d'une longueur d'onde d'environ 1 070 nanomètres. Cette lumière infrarouge n'est pas visible à l'œil nu, mais elle peut néanmoins poser un problème si elle entre en contact direct ou indirect avec des yeux ou une peau non protégés.
La longueur d'onde de la lumière laser a une incidence sur la quantité de lumière absorbée et réfléchie par un matériau donné. La lumière de 1070 nanomètres est bien absorbée par la plupart des métaux, mais une partie est tout de même réfléchie.
La lumière laser absorbée est rapidement convertie en chaleur pour former un bain de soudure en fusion. La lumière laser réfléchie est dispersée loin du matériau cible. Une fois la lumière réfléchie et diffusée, la densité de puissance relative du faisceau diminue rapidement à mesure qu'il s'éloigne de la torche. En d'autres termes, il y a peu de chances d'endommager des matériaux ininflammables à l'autre bout de la pièce. Il convient toutefois d'être prudent.
Lors du soudage au laser, tenez toujours la torche à un angle compris entre 30° et 70° par rapport à la surface à souder et dirigez toujours la torche dans la direction opposée à la vôtre. Les angles plus élevés risquent d'endommager l'optique de la torche ou de refléter la lumière sur le soudeur. Les angles plus faibles envoient une lumière plus concentrée loin de la pièce (et auront probablement un impact sur la qualité de la soudure). Quel que soit l'angle utilisé, il est important de se rappeler que personne ne doit jamais se tenir directement en face de quelqu'un qui soude au laser.
La zone de soudage doit également être sécurisée en tenant compte des réflexions. Cela signifie qu'il faut prendre les mesures habituelles pour s'assurer qu'aucun matériau inflammable ne se trouve à proximité ou qu'il est suffisamment protégé. Dans le cas du soudage au laser, cela signifie également qu'il faut s'assurer qu'il n'y a pas de matériaux hautement réfléchissants ou sensibles à proximité et directement dans la trajectoire des réflexions.
Protection individuelle pour le soudage au laser
Comme pour le soudage à l'arc, l'EPI est la pierre angulaire de la sécurité du soudage au laser. Voici ce dont vous aurez besoin.
Lunettes de sécurité pour laser : Il faut éviter de regarder le faisceau sans protection, qu'il soit réfléchi ou non. Les soudeurs savent déjà qu'il ne faut pas regarder directement les arcs de soudure, mais l'intensité relative de la lumière laser est beaucoup plus élevée. Le strict minimum pour toute personne ayant une ligne de vue directe ou indirecte sur le faisceau laser est de porter des lunettes de sécurité laser.
Les lunettes de protection laser protègent vos yeux en bloquant certaines longueurs d'onde de la lumière tout en permettant aux autres de passer normalement. Il n'existe pas de lunettes de protection contre les lasers qui fonctionnent pour toutes les longueurs d'onde et toutes les intensités. Pour le soudage au laser manuel, vous recherchez une densité optique (DO) de plus de 7 et une protection contre une gamme de longueurs d'onde comprenant 1070 nm.
Il convient de noter que les lunettes de sécurité laser standard offrent une protection limitée contre la lumière visible et brillante produite par le soudage au laser. Cela signifie que les observateurs équipés de lunettes de sécurité doivent éviter de regarder directement la lumière pendant de longues périodes. Heureusement, les soudeurs (qui ne peuvent pas vraiment regarder ailleurs) sont davantage protégés de la lumière visible par les casques de soudage au laser.
Casque de soudage au laser : Les soudeurs doivent également porter un casque de soudage conçu pour le soudage au laser. Les casques de soudage au laser comprennent des lentilles qui réfléchissent et/ou absorbent la lumière laser infrarouge, ainsi que des lentilles traditionnelles qui protègent contre les UV et la lumière visible.
Il est essentiel de comprendre que les casques de soudage au laser ne conviennent pas au soudage à l'arc. De même, les casques de soudage à l'arc ne conviennent pas au soudage au laser.
Le port d'un casque de soudage laser et de lunettes de protection laser permet au soudeur de bénéficier de plusieurs couches de protection. Et, comme tout casque de soudage, les casques de soudage au laser protègent les soudeurs des étincelles, de la chaleur et des impacts.
Vêtements appropriés : la distance à laquelle les lésions cutanées peuvent se produire est bien moindre que celle à laquelle les lésions oculaires peuvent se produire, mais les lasers peuvent tout de même provoquer des brûlures et des irritations sur la peau exposée. Les vêtements que vous choisissez doivent vous protéger contre l'exposition accidentelle à la lumière laser réfléchie et contre des risques plus courants tels que les pièces encore chaudes et les étincelles de soudage.
Heureusement, les vêtements qui fonctionnent pour le soudage à l'arc sont tout aussi efficaces pour le soudage au laser. Vous êtes couvert si vous portez des vêtements résistants à la chaleur qui couvrent toute la peau exposée. Comme d'habitude, évitez les tissus synthétiques ou les plastiques.
Respirateurs : Les respirateurs sont facultatifs, en fonction de l'environnement de soudage. Si le débit d'air, la ventilation ou le système d'extraction des fumées sont suffisants, il n'est pas nécessaire d'utiliser un respirateur personnel. Dans le cas contraire, les soudeurs doivent prendre des précautions contre les particules et les gaz (comme c'est le cas pour tout type de soudage).
Enceintes et zones contrôlées par laser
Aux puissances laser couramment utilisées pour le soudage au laser manuel, il existe un risque de lésions oculaires jusqu'à une distance de plusieurs centaines de mètres. Bien que les lunettes de sécurité laser offrent une protection aux passants, il n'est ni pratique ni sûr d'exiger que toutes les personnes présentes dans la zone les portent en permanence.
Par conséquent, les postes de travail de soudage au laser nécessitent ce que l'on appelle une zone contrôlée par laser. Les zones contrôlées par laser sont des espaces désignés dans lesquels des précautions sont prises pour protéger les personnes des dangers potentiels de la lumière laser.
Voici un aperçu des éléments à prendre en compte pour protéger votre espace de travail.
Boîtiers : Les systèmes de traitement laser non portatifs sont souvent intégrés dans un boîtier conçu pour empêcher l'exposition à la lumière laser. Il n'en va pas de même pour les appareils laser portatifs. Quelles sont donc les options qui s'offrent à vous ?
Il existe plusieurs approches et celle qui vous convient le mieux dépend de votre espace de travail. Les barrières autonomes, les rideaux, les murs existants et les panneaux en aluminium anodisé peuvent tous fonctionner. En fin de compte, les barrières doivent être sûres pour une utilisation avec des lasers de classe 4 jusqu'à la puissance du laser et l'enceinte doit être aussi "étanche à la lumière" que possible.
Les enceintes n'ont pas nécessairement besoin de toits dédiés et ne doivent généralement pas atteindre le sol, bien qu'elles puissent le faire si les travailleurs et les passants sont susceptibles d'avoir une ligne de vue depuis le haut ou le bas. Par exemple, un toit peut être nécessaire si votre espace de travail comporte une passerelle audeuxième étage, comme une mezzanine ou une passerelle.
Verrouillages de sécurité : Les systèmes laser automatisés utilisent souvent des portes d'accès verrouillées pour empêcher les opérateurs d'ouvrir accidentellement le système lorsque le laser est en marche. Des interfaces de verrouillage de sécurité sont intégrées dans les soudeuses laser portatives de bonne réputation, bien qu'elles doivent être câblées avec un interrupteur de verrouillage de sécurité séparé. Cette intégration garantit que le laser ne peut pas être déclenché lorsque la porte est ouverte et que le laser s'éteint instantanément si la porte est ouverte alors que le laser est en cours d'utilisation.
Un dispositif de verrouillage de sécurité n'est pas strictement nécessaire, mais il est recommandé pour de nombreux espaces de travail. Toutefois, une porte verrouillée peut également suffire si l'on prend suffisamment de précautions supplémentaires pour dispenser une formation appropriée et limiter l'accès au personnel non essentiel.
Panneaux de sécurité laser : En tant qu'appareils laser de classe 4, les soudeurs laser portatifs nécessitent l'utilisation de panneaux de sécurité laser pour répondre aux exigences de la norme ANSI Z136.1 en matière de sécurité d'utilisation. Ces panneaux doivent être visibles à l'extérieur et à l'intérieur de la pièce dans laquelle le laser est utilisé.
Les panneaux de sécurité laser doivent respecter certaines normes, bien que leur conception exacte soit flexible. Les panneaux doivent comporter le mot "Danger" ou "Avertissement" ainsi qu'un symbole de sécurité laser. Ils doivent également indiquer la classification du laser (classe 4) ainsi que des mots tels que "éviter l'exposition des yeux ou de la peau aux rayonnements directs ou diffus". Bien que techniquement facultatifs, les panneaux peuvent également indiquer la puissance de sortie (mesurée en watts) et la longueur d'onde (mesurée en nanomètres ou en microns).
Les barrières de sécurité laser et les produits d'enceinte comprennent souvent la signalisation de sécurité laser nécessaire. Les panneaux supplémentaires sont également peu coûteux et faciles à acheter auprès de diverses sources. Si vous souhaitez être particulièrement vigilant, nous vous recommandons également d'utiliser des panneaux lumineux ou des lampes "laser en cours d'utilisation" lorsque le soudage au laser est en cours.
Agents de sécurité laser
Toute installation utilisant des appareils laser de classe 4, tels que des soudeurs laser portatifs, est tenue par la norme ANSI Z136.1 de désigner une personne comme responsable de la sécurité laser (LSO). Cela peut sembler compliqué, mais en fin de compte, le responsable de la sécurité laser est simplement un employé chargé de mettre en œuvre les mesures de sécurité laser appropriées. Aucune certification n'est requise, mais le responsable de la sécurité laser doit recevoir une formation suffisante pour créer correctement un programme de sécurité laser. Pour des informations plus détaillées, vous pouvez consulter l'annexe A des normes ANSI Z136.1.
Sécurité en soudage laser : Résumé et référence rapide
Cela peut sembler beaucoup à retenir. Voici donc un résumé pour faciliter la tâche.
EPI : Toutes les personnes ayant une vue directe sur le laser de soudage ou ses reflets doivent porter des lunettes de protection contre le laser. Il est recommandé que les soudeurs portent également un casque conçu pour le soudage au laser. Les EPI de soudage standard, tels que les vêtements ignifuges et les respirateurs, doivent également être pris en compte.
Réflexions : La lumière laser est naturellement réfléchie par le matériau cible. Cette lumière peut endommager les yeux, la peau et les objets proches. Personne ne doit se tenir devant le soudeur et les objets sensibles situés à proximité doivent être retirés ou protégés. Les surfaces réfléchissantes supplémentaires dans la zone, telles que les miroirs, doivent également être notées et éventuellement déplacées.
Utilisation de la torche : La torche doit entrer en contact avec le matériau cible à un angle compris entre 30° et 70°. La torche ne doit jamais être dirigée vers quelqu'un ou quelque chose qui n'est pas le matériau cible.
Zones contrôlées par le laser : Le laser ne doit être utilisé que dans des zones sécurisées entourées de barrières ou de murs adaptés aux lasers de classe 4. Cela inclut les barrières de sécurité laser autonomes, les rideaux de sécurité laser, les murs structurels existants et les panneaux en aluminium anodisé.
Agents de sécurité laser (LSO) : Au moins un employé doit être désigné comme responsable de la sécurité laser. Le LSO est responsable de la mise en œuvre des mesures de sécurité laser telles que la formation et l'équipement.
Débuter avec le soudage laser
Pour beaucoup, la sécurité du soudage au laser est nouvelle, déroutante ou préoccupante. Nous le comprenons, c'est pourquoi nous nous consacrons à 100 % à la sécurité du laser. Cela va au-delà de l'intégration de fonctions de sécurité dans chaque LightWELD et de la fourniture d'EPI pour le soudage au laser - nous vous présenterons également les principes de base, répondrons à vos questions et vous aiderons à comprendre comment mettre en œuvre le soudage au laser en toute sécurité dans votre entreprise.
REMARQUE : Ces informations s'appliquent uniquement aux soudeurs et aux responsables d'atelier aux États-Unis d'Amérique et ne sont pas destinées à remplacer la documentation officielle sur la sécurité laser. Veuillez vous référer à la norme ANSI/LIA Z136.1 et envisager de consulter un expert en sécurité laser.
