Rester en sécurité avec la main

Dans cette configuration, l'opérateur de soudage au laser porte des gants, des manches longues, un pantalon long, un casque avec une lentille en verre de sécurité laser et (pour la redondance) des lunettes de sécurité laser en dessous. IPG Photonique

Les vidéos en ligne ont été à la fois une bénédiction et une malédiction pour la technologie de soudage au laser à main. Les vidéos ont fait passer le mot à quel point le laser à fibre peut souder, même lorsqu'il est manipulé à la main. Certains des derniers lasers à fibre monomode permettent aux soudeurs de souder en trou de serrure de 0,25 po. assiette en un temps record. Dans de nombreux cas, la finition après soudage peut appartenir au passé.

D'autre part, certaines vidéos montrent des pistolets de soudage laser utilisés dans l'atelier à côté de cellules de soudage MIG et TIG, parfois derrière des rideaux de soudage, d'autres fois complètement à l'air libre. Les soudeurs portent des lunettes de sécurité laser, mais c'est à peu près tout. Vous ne sauriez jamais qu'ils utilisent un laser à fibre de 1,5 kW et d'une longueur d'onde de 1 µm, les mêmes lasers de classe 4 que les fabricants ont installés partout pour la découpe. Seuls les faisceaux laser des machines de découpe fonctionnent dans une enceinte derrière une vitre de sécurité laser. .

La qualité du soudage laser manuel est indéniable, tout comme sa rapidité. Certains systèmes disposent même d'un mode d'impulsion avec une puissance moyenne inférieure, pour ralentir la vitesse d'alimentation et parfois reproduire l'aspect de la soudure TIG en pile de dix sous, si vous le souhaitez. Pour beaucoup, les avantages de la technologie en matière de productivité et de qualité sont tout simplement trop importants pour être ignorés, surtout compte tenu de la pénurie apparemment sans fin de main-d'œuvre qualifiée.

Mais il y a aussi ces vidéos en ligne du monde entier montrant le soudage au laser à la main, à l'air libre ou juste derrière des rideaux de soudage conçus pour le soudage à l'arc. Ils sont fascinants à regarder mais, pour ceux qui connaissent les protocoles de sécurité des lasers à fibre, c'est un peu effrayant à voir.

"Ils ne tiennent aucun compte de la sécurité des opérateurs et des passants", a déclaré Daniel Earley, chef de produit LightWELD chez IPG Photonics Corp., Marlborough, Mass. "Ce n'est pas bon pour l'industrie en général. Nous avons une approche à plusieurs volets de la sécurité. Nous formons nos partenaires commerciaux et autres filiales ainsi que nos utilisateurs finaux sur ce qui est attendu en termes de sécurité et sur les normes applicables. Et nous travaillons avec nos partenaires commerciaux pour fournir une solution de sécurité totale."

Un nouveau marché de produits de protection pour le soudage laser manuel se développe. Au fur et à mesure que de plus en plus de personnes qui suivent les meilleures pratiques de sécurité adoptent la technologie, un bon bilan de sécurité élargira à son tour l'adoption du soudage au laser à main. C'est un objectif que partagent les fournisseurs d'équipement et les fabricants de métaux.

Avec le soudage laser manuel, comme pour toute technologie de fabrication, il incombe au fabricant de fournir un environnement de travail sûr aux employés. L'objectif est de s'assurer que tout le monde peut identifier et respecter les dangers, ce qui nécessite une formation, en particulier pour les opérations qui n'ont jamais utilisé de lasers industriels d'aucune sorte auparavant.

Un atelier de soudage connaît la sécurité du soudage à l'arc, il configure donc la cellule de soudage manuel au laser de la même manière. L'opérateur de soudage manuel au laser écarte les rideaux de sécurité (conçus pour le soudage à l'arc, pas pour la lumière laser de 1 µm), enfile des lunettes de sécurité laser et se met au travail. Après tout, le processus n'est pas flashy, comme une soudure à l'arc ou une découpe au plasma. La lumière semble contenue, les étincelles et les fumées minimes. Quel est le souci ?

"Les gens ne peuvent pas voir la lumière laser de 1 µm", a déclaré Rich Greene, spécialiste de la sécurité laser chez Kentek Corp., Boscawen, NH, ajoutant que cette invisibilité présente une foule de dangers pour les personnes inconscientes et non protégées. "Vous ne voulez jamais entrer [dans la cellule de soudage au laser] sans aucun équipement de protection. Le faisceau peut particulièrement avoir un impact sur la rétine. Les blessures à la rétine sont parmi les pires auxquelles vous pouvez être exposé. Si votre nerf optique ou votre macula est touché , c'est game over."

Il a ajouté que certains systèmes ont certaines protections intégrées à la machine. Le LightWELD d'IPG, par exemple, est doté d'un verrouillage électrique à contact partiel qui coupe l'alimentation du laser si la tête de soudage n'est pas en contact avec les pièces soudées. Il dispose également d'un verrouillage de fibre qui s'étend sur toute la longueur de l'ombilical jusqu'à la tête de soudage ; s'il est endommagé, le module laser s'éteint.

Cette enceinte est dotée d'un verre résistant au laser et d'une porte avec un verrouillage de sécurité. Si quelqu'un ouvre la porte pendant que l'opérateur soude, le système s'arrête. Kentek Corp.

Comme David Fisher, directeur principal du marketing mondial d'IPG, l'a expliqué : "Il s'agit d'un nouveau processus pour les soudeurs traditionnels. Ils pratiquent le MIG et le TIG depuis des années, et ils connaissent les précautions de sécurité. Ils ont grandi en le faisant. [Transition vers soudage laser à main], le plus gros problème est que beaucoup de gens ne comprennent pas que la lumière laser utilisée dans le processus est invisible à l'œil humain. Parce qu'ils ne la voient pas, ils supposent qu'elle n'est pas là.

Les équipements de protection et de protection individuelle - depuis les boîtiers verrouillés avec du verre de sécurité laser, des lunettes de sécurité laser et des casques de soudage spécialisés - sont en cours d'adaptation pour le marché du soudage laser portatif. Tout cela est conçu pour permettre aux fabricants d'utiliser les systèmes en toute sécurité et de respecter la norme ANSI Z136.1, Safe Use of Lasers, une norme reconnue par l'OSHA.

Earley a décrit l'atténuation de la sécurité du soudage manuel au laser en utilisant deux scénarios, le meilleur et le pire. "Dans le meilleur des cas, la lumière diffusée ou diffusée se répand dans l'hémisphère autour du processus. Cependant, lors de l'exécution de vos calculs pour l'évaluation et l'atténuation des risques, nous vous recommandons de considérer le pire des cas, appelé réflexion spéculaire, qui est un effet direct réflexion de l'énergie laser. Ainsi, la principale atténuation consiste à créer une zone contrôlée par laser afin de minimiser les risques pour les passants. Vous devez également vous assurer que l'opérateur porte l'équipement de protection individuelle approprié. La meilleure façon de communiquer cette information est de démontrer quelles sont nos recommandations lorsque nous montrons la technologie lors d'une exposition."

Cela comprenait FABTECH 2022. Lors du salon d'Atlanta en novembre, les stands de démonstration d'IPG ont montré non seulement le processus en action, mais également ce que l'entreprise considère comme les meilleures pratiques de sécurité. Le sol de la cabine n'avait pas de moquette ni quoi que ce soit d'autre inflammable, et ses quatre murs étaient recouverts de verre résistant au laser qui protégeait les spectateurs. "Nous avions un toit sur l'enceinte pour atténuer toute réflexion parasite", a déclaré Earley, "et les portes avaient des verrouillages. Les ouvrir a immédiatement désactivé le laser."

Ces soudeurs au laser portaient des gants et une veste qui couvraient leurs extrémités. Ils portaient non seulement des lunettes de sécurité laser, mais également un casque de soudage avec du verre de sécurité laser utilisé dans la lentille. "Il y a du verre résistant au laser dans les lunettes de sécurité et le casque, mais nous vous recommandons d'utiliser les deux", a déclaré Earley, ajoutant que l'arrangement offre une protection oculaire redondante et protège contre les étincelles et autres dangers.

"Nous recommandons des gants en cuir, des manches longues, des pantalons longs et des bottes", a déclaré Earley, ajoutant que bien que le soudage au laser ressemble à une soudure relativement "apprivoisée", "vous avez toujours une chance que des étincelles volent".

Comme le soudage à l'arc, le soudage manuel au laser produit également des fumées de soudure, et l'extraction locale des fumées est idéale. Les fabricants peuvent contacter des experts pour évaluer les fumées générées dans leur atelier spécifique, mais comme l'a expliqué Greene, il est souvent plus facile d'installer une extraction locale des fumées par défaut, à la fois pour la sécurité et le confort des travailleurs.

"Si vous n'avez pas quelqu'un qui sait exactement le type de fumées et de contaminants atmosphériques que vous générez, alors vous ne savez vraiment pas", a-t-il déclaré. "Mieux vaut prévenir que guérir, nous vous recommandons donc d'utiliser l'extraction des fumées par défaut."

Les ateliers qui utilisent la découpe au laser et peut-être même le soudage robotisé au laser savent tout sur le besoin d'agents de sécurité laser (LSO) formés, mais le concept LSO pourrait être nouveau pour un atelier de soudure effectuant son premier achat de laser industriel. "La norme ANSI stipule que toute organisation exploitant un laser de classe 3B ou de classe 4 doit avoir un responsable de la sécurité laser", a déclaré Greene, "et les soudeurs laser manuels sont des lasers de classe 4."

En suivant un cours de formation, en ligne ou en classe, les LSO apprennent les différentes classes de lasers, les dangers et les méthodes d'atténuation et de prévention, y compris les mesures de protection et la signalisation requises.

Un participant essaie le soudage au laser à FABTECH 2022 à Atlanta. Tout le monde dans l'enceinte étanche à la lumière porte des manches longues, des gants, un casque de soudage spécial avec une lentille en verre de sécurité laser, ainsi que des lunettes de sécurité laser en dessous.

"Le LSO est l'administrateur et supervise le programme de sécurité laser pour s'assurer que des mesures de contrôle sont en place", a déclaré Greene. "Mais les utilisateurs finaux ont également besoin d'une formation - pas aussi approfondie que l'exige le LSO, mais ils doivent comprendre avec quoi ils travaillent et les implications en matière de sécurité. La formation les aide à montrer du respect pour un système qui pourrait endommager leurs yeux ou leur peau ."

Cette formation comprend également les bases de la protection. Comme l'a expliqué Greene, la norme ANSI décrit trois niveaux d'entrée dans une zone d'utilisation laser de classe 4. L'objectif est de séparer le reste de l'installation de la zone diffuse de danger nominal autour du faisceau laser. Le premier est l'entrée verrouillée invincible. Encore une fois, lorsque quelqu'un ouvre la porte, l'équipement s'éteint immédiatement.

"Ensuite, il y a l'entrée qui peut être vaincue", a déclaré Greene. "Il y a toujours un verrouillage, mais vous pouvez contourner le verrouillage avec un code de clavier ou une carte magnétique pour entrer temporairement dans une zone sans interrompre le travail."

Le troisième scénario implique une entrée sans verrouillage sur la porte. "Dans ce cas, il y a des contrôles procéduraux", a déclaré Greene. "Cela implique une formation et peut inclure une barrière à l'entrée, des exigences en matière d'EPI, des panneaux d'avertissement et une lumière à l'extérieur de la porte indiquant qu'un laser fonctionne à l'intérieur de la zone."

Greene a ajouté que la sauvegarde pour répondre aux normes minimales fixées par ANSI Z136.1 ne devrait vraiment pas être l'objectif. Oui, les inspecteurs OSHA connaissant les normes de sécurité laser se référeront à Z136.1. Ils demanderont à voir les dossiers de formation et s'assureront que ce qu'ils voient est conforme à la norme. Mais ils peuvent également recourir à la clause d'obligation générale selon laquelle les employeurs sont responsables de la protection de leurs employés contre les risques connus. "Et les lasers", a déclaré Greene, "sont un danger connu."

Pourtant, les dangers, lorsqu'ils sont gérés correctement, n'ont pas à être dangereux. "Il s'agit vraiment de passer le mot et d'éduquer tout le monde, y compris les distributeurs et les utilisateurs finaux, sur l'importance de la sécurité du soudage laser à main", a déclaré Greene. "Avec la bonne formation et les bonnes garanties, c'est un processus très sûr."

Earley a ajouté que les fabricants ne devraient pas fixer leur barre de sécurité aux exigences minimales, mais plutôt commencer par une étude de l'application, y compris la taille moyenne des pièces et les positions de soudage que les opérateurs sont susceptibles d'utiliser. "Nous avons appliqué nos meilleures pratiques recommandées en utilisant la norme de sécurité laser standard de classe 4. Et généralement, cela vous conseille de mettre en place une zone entièrement contrôlée dans l'installation pour le soudage au laser et de nommer un responsable de la sécurité laser qui peut aider à effectuer des évaluations des risques et recommander l'atténuation des dangers potentiels."

C'est une période de transition alors que les premiers utilisateurs introduisent le soudage laser manuel dans l'atelier. Les perceptions sont très variées, mais personne ne peut nier que le laser à fibre est entré dans le domaine manuel et que l'acceptation du marché est en croissance. Idéalement, à mesure que la technologie se répand, les meilleures pratiques en matière de sécurité devraient en faire de même.

"Nous conseillons qu'avant d'acheter un système, vous ayez un plan de sécurité", a déclaré Earley. "Ne faites pas l'investissement, prenez livraison, puis travaillez sur la sécurité après coup. Considérez la sécurité comme faisant partie de votre investissement global."