Con la disponibilità di nuovi sistemi portatili di saldatura laser raffreddati ad aria, l'interesse per la saldatura laser è aumentato rapidamente negli ultimi anni. Non è difficile capire perché: la saldatura laser è facile da imparare, produce saldature di qualità eccellente in modo rapido ed efficiente e riduce al minimo il lavoro di finitura post-saldatura. I vantaggi per le aziende e i saldatori sono significativi.
Ma c'è una domanda comune: e la sicurezza? Nel settore della fabbricazione, i metodi tradizionali come MIG e TIG sono ben conosciuti. I saldatori esperti sanno che devono indossare indumenti resistenti al calore, usare protezioni per gli occhi e limitare l'esposizione ai fumi. La saldatura laser manuale, invece, è ancora nuova per molti produttori e non è ancora ben compresa.
Fortunatamente, le precauzioni utilizzate per la saldatura ad arco e per la saldatura laser sono molto simili. Ma ci sono anche alcune differenze fondamentali. In questo articolo vi illustreremo tutto quello che c'è da sapere (e anche qualcosa di più).
La saldatura laser è sicura?
È molto probabile che siate qui per avere una semplice risposta affermativa o negativa a questa domanda. La risposta breve è sì, a patto che si seguano alcune linee guida. La risposta lunga è, beh, il resto di questo articolo.
La saldatura laser viene impiegata da decenni in una varietà di applicazioni e settori. I continui miglioramenti della tecnologia laser hanno portato a una maggiore adozione, tanto che probabilmente vi imbatterete in prodotti saldati al laser quasi ogni giorno. Dai veicoli alle batterie, dall'elettronica alla gioielleria, tutto si affida alla precisione e alla qualità della saldatura laser.
Tutto questo non sarebbe possibile, ovviamente, se i laser e la sicurezza dei laser non fossero ben compresi. Cominciamo con l'esaminare il funzionamento della luce laser.
I laser possono emettere luce in un'ampia gamma di lunghezze d'onda (spesso misurate in nanometri). I laser a fibra utilizzati per la saldatura manuale emettono luce infrarossa con una lunghezza d'onda di circa 1070 nanometri. Questa luce infrarossa non è visibile a occhio nudo, ma può comunque rappresentare un problema se entra in contatto diretto o indiretto con occhi o pelle non protetti.
La lunghezza d'onda della luce laser influisce sulla quantità di luce assorbita e riflessa da un determinato materiale. La luce a 1070 nanometri viene assorbita bene dalla maggior parte dei metalli, ma una parte viene comunque riflessa.
La luce laser assorbita viene rapidamente convertita in calore per formare un bagno di saldatura fuso. La luce laser riflessa viene dispersa lontano dal materiale di destinazione. Una volta riflessa e diffusa, la densità di potenza relativa del raggio diminuisce rapidamente man mano che si allontana dalla torcia. In altre parole, ci sono poche possibilità di danneggiare materiali non infiammabili dall'altra parte della stanza. Tuttavia, è bene fare attenzione.
Durante la saldatura laser, tenere sempre la torcia con un angolo compreso tra 30° e 70° rispetto alla superficie da saldare e puntare sempre la torcia lontano da sé. Angoli più alti rischiano di danneggiare l'ottica della torcia o di riflettere la luce sul saldatore. Angoli più bassi inviano una luce più concentrata lontano dal pezzo (e probabilmente influenzeranno la qualità della saldatura). Indipendentemente dall'angolazione utilizzata, è importante ricordare che nessuno deve mai trovarsi direttamente di fronte a qualcuno che sta saldando con il laser.
L'area di saldatura deve essere protetta anche in funzione dei riflessi. Ciò significa adottare le normali misure per garantire che non vi siano materiali infiammabili nelle vicinanze o sufficientemente protetti. E, nel caso della saldatura laser, significa anche assicurarsi che non vi siano materiali altamente riflettenti o sensibili nelle vicinanze e direttamente nel percorso dei riflessi.
Protezione personale per la saldatura laser
Come nel caso della saldatura ad arco, i DPI sono una pietra miliare della sicurezza nella saldatura laser. Ecco di cosa avrete bisogno.
Occhiali di sicurezza per laser: È necessario evitare la visione non protetta del raggio, riflesso o meno. I saldatori sanno già che non devono guardare direttamente gli archi di saldatura, ma l'intensità relativa della luce laser è molto più elevata. Il minimo indispensabile per tutti coloro che si trovano in linea diretta o indiretta con il fascio laser è costituito da occhiali di sicurezza laser o occhiali di protezione.
Gli occhiali di sicurezza per laser proteggono gli occhi bloccando alcune lunghezze d'onda della luce e lasciando passare normalmente le altre. Non esistono occhiali di sicurezza per laser che funzionino per tutte le lunghezze d'onda e per tutte le intensità; per la saldatura laser manuale è necessario avere una densità ottica (OD) di 7+ e una protezione da una gamma di lunghezze d'onda che comprende 1070 nm.
Vale la pena notare che gli occhiali di sicurezza laser standard offrono una protezione limitata dalla forte luce visibile prodotta dalla saldatura laser. Ciò significa che gli osservatori con occhiali di sicurezza dovrebbero evitare di guardare direttamente la luce per lunghi periodi di tempo. Fortunatamente, i saldatori (che non possono distogliere lo sguardo) sono ulteriormente protetti dalla luce visibile dai caschi per saldatura laser.
Casco per saldatura laser: I saldatori devono anche indossare un casco per saldatura progettato per la saldatura laser. I caschi per saldatura laser includono lenti che riflettono e/o assorbono la luce laser infrarossa, oltre a lenti tradizionali che proteggono dai raggi UV e dalla luce visibile.
È fondamentale capire che i caschi per la saldatura laser non sono adatti alla saldatura ad arco. Allo stesso modo, i caschi per la saldatura ad arco non sono adatti alla saldatura laser.
Indossare sia un casco per saldatura a prova di laser che occhiali di sicurezza per laser aiuta a garantire al saldatore più livelli di protezione. Inoltre, come ogni casco per saldatura, i caschi per saldatura laser proteggono i saldatori da scintille, calore e impatti.
Abbigliamento adeguato: il raggio d'azione in cui si possono verificare danni alla pelle è molto inferiore a quello in cui si possono verificare danni agli occhi, ma i laser possono comunque causare ustioni e irritazioni alla pelle esposta. La scelta degli indumenti deve proteggere dall'esposizione accidentale alla luce laser riflessa e da rischi più comuni come parti ancora calde e scintille di saldatura.
Fortunatamente, gli indumenti che funzionano per la saldatura ad arco funzionano altrettanto bene per la saldatura laser. Siete coperti se indossate indumenti resistenti al calore che coprono tutta la pelle esposta. Come al solito, evitate i tessuti sintetici o la plastica.
Respiratori: I respiratori sono facoltativi, a seconda dell'ambiente di saldatura. Se il flusso d'aria, la ventilazione o il sistema di aspirazione dei fumi sono sufficienti, il respiratore personale potrebbe non essere necessario. In caso contrario, i saldatori devono prendere precauzioni sia per il particolato che per i gas (come per qualsiasi tipo di saldatura).
Involucri e aree controllate dal laser
Alle potenze laser comunemente utilizzate per la saldatura laser manuale, c'è il rischio di danni agli occhi fino a centinaia di metri di distanza. Sebbene gli occhiali di sicurezza laser offrano protezione ai passanti, non è pratico o sicuro pretendere che tutti coloro che si trovano nell'area li indossino sempre.
Di conseguenza, gli spazi di lavoro per la saldatura laser richiedono la cosiddetta area controllata dal laser. Le aree controllate dal laser sono spazi designati in cui vengono prese precauzioni per proteggere le persone dai potenziali rischi della luce laser.
Ecco una panoramica di ciò che dovrete considerare per proteggere il vostro spazio di lavoro.
Involucri: I sistemi di elaborazione laser non portatili sono spesso integrati con un involucro costruito per evitare l'esposizione alla luce laser. Lo stesso non vale per i dispositivi laser portatili. Quindi, quali sono le opzioni?
Esistono diversi approcci e quello migliore per voi dipende dal vostro spazio di lavoro. Possono funzionare barriere indipendenti, tende, pareti esistenti e pannelli in alluminio anodizzato. In definitiva, le barriere devono essere classificate come sicure per l'uso di laser di Classe 4 fino alla potenza del laser e la copertura deve essere il più possibile "a tenuta di luce".
Le coperture non richiedono necessariamente tetti dedicati e di solito non devono raggiungere il suolo, anche se è possibile se i lavoratori e i passanti possono avere una linea di vista dall'alto o dal basso. Ad esempio, una copertura può essere necessaria se lo spazio di lavoro ha un passaggio alsecondo piano, come un mezzanino o una passerella.
Interblocchi di sicurezza: I sistemi laser automatizzati utilizzano spesso porte di accesso interbloccate per impedire agli operatori di aprire accidentalmente il sistema mentre il laser è acceso. Le interfacce di interblocco di sicurezza sono integrate nei saldatori laser portatili più affidabili, anche se devono essere cablate con un interruttore di interblocco di sicurezza separato. Questa integrazione garantisce che il laser non possa essere acceso quando la porta è aperta e che il laser si spenga istantaneamente se la porta viene aperta mentre il laser è in uso.
Un collegamento di sicurezza interbloccato non è strettamente necessario, ma è raccomandato per molti spazi di lavoro. Tuttavia, anche una porta chiusa a chiave può essere sufficiente se si presta sufficiente attenzione alla formazione adeguata e alla limitazione dell'accesso al personale non essenziale.
Segnaletica di sicurezza laser: In quanto dispositivi laser di Classe 4, i saldatori laser portatili richiedono l'uso di segnali di sicurezza laser per soddisfare i requisiti ANSI Z136.1 per un funzionamento sicuro. Questi segnali devono essere visibili sia all'esterno che all'interno della stanza in cui viene utilizzato il laser.
Esistono alcuni standard che i segnali di sicurezza laser devono rispettare, anche se il loro design esatto è flessibile. I cartelli devono includere la parola "Pericolo" o "Avvertenza" e il simbolo della sicurezza laser. Devono inoltre riportare la classificazione del laser (Classe 4) e parole come "evitare l'esposizione degli occhi o della pelle alle radiazioni dirette o disperse". Sebbene sia tecnicamente facoltativo, i cartelli possono anche includere la potenza di uscita (misurata in watt) e la lunghezza d'onda (misurata in nanometri o micron).
Le barriere di sicurezza laser e i prodotti di recinzione spesso includono la necessaria segnaletica di sicurezza laser. La segnaletica supplementare è anche poco costosa e facile da acquistare da diverse fonti. Se desiderate essere particolarmente attenti, vi consigliamo anche di installare cartelli o luci luminose "laser in uso" per i momenti in cui è in corso la saldatura laser.
Responsabili della sicurezza laser
Tutte le strutture che utilizzano dispositivi laser di Classe 4, come i saldatori laser portatili, sono tenute, secondo la norma ANSI Z136.1, a designare una persona come responsabile della sicurezza laser (LSO). Anche se può sembrare complicato, in definitiva un LSO è semplicemente un dipendente a cui viene affidata la responsabilità di implementare misure di sicurezza laser adeguate. Non è richiesta alcuna certificazione, ma l'LSO deve ricevere una formazione sufficiente per creare correttamente un programma di sicurezza laser. Per informazioni più dettagliate, si può fare riferimento all'Appendice A degli standard ANSI Z136.1.
Sicurezza della saldatura laser: Riepilogo e riferimento rapido
Potrebbero sembrare molte cose da ricordare, quindi ecco un riepilogo per facilitare la consultazione.
DPI: tutte le persone che hanno una linea di vista sul laser di saldatura o sui suoi riflessi devono indossare occhiali di sicurezza per laser. Si raccomanda che i saldatori indossino anche un casco adatto alla saldatura laser. È opportuno prendere in considerazione anche i DPI standard per la saldatura, come gli indumenti ignifughi e i respiratori.
Riflessioni: La luce laser viene naturalmente riflessa dal materiale bersaglio. Questa luce può causare danni agli occhi, alla pelle e agli oggetti vicini. Nessuno deve stare davanti al saldatore e gli oggetti sensibili nelle vicinanze devono essere rimossi o protetti. Occorre inoltre tenere conto di altre superfici riflettenti nell'area, come gli specchi, ed eventualmente spostarle.
Utilizzo della torcia: La torcia deve entrare in contatto con il materiale da trattare con un angolo compreso tra 30° e 70°. La torcia non deve mai essere puntata verso qualcuno o qualcosa che non sia il materiale di destinazione.
Aree controllate dal laser: Il laser deve essere sparato solo in aree protette e circondate da barriere o pareti adatte ai laser di Classe 4. Questo include barriere di sicurezza laser indipendenti, tende di sicurezza laser, pareti strutturali esistenti e pannelli in alluminio anodizzato. Ciò include barriere di sicurezza laser indipendenti, tende di sicurezza laser, pareti strutturali esistenti e pannelli di alluminio anodizzato.
Responsabili della sicurezza laser (LSO): Almeno un dipendente deve essere designato come LSO. L'LSO è responsabile dell'implementazione delle misure di sicurezza laser, come la formazione e le attrezzature.
Come iniziare con la saldatura laser
Per molti la sicurezza della saldatura laser è nuova, confusa o preoccupante. Lo capiamo, ed è per questo che ci dedichiamo al 100% alla sicurezza del laser. Questo va oltre l'inserimento di funzioni di sicurezza in ogni LightWELD e la fornitura di DPI per la saldatura laser: vi illustreremo anche le nozioni di base, risponderemo alle vostre domande e vi aiuteremo a capire come implementare in modo sicuro la saldatura laser nella vostra attività.
NOTA: Queste informazioni sono applicabili solo ai saldatori e ai responsabili delle officine negli Stati Uniti d'America e non intendono sostituire la documentazione ufficiale sulla sicurezza laser. Si consiglia di consultare la norma ANSI/LIA Z136.1 e di rivolgersi a un esperto di sicurezza laser.
