În următorul articol, vă vom ajuta să răspundeți întrebărilor despre sudarea cu laser, care, de fapt, se vor rezuma la explicarea a 3 domenii cheie care trebuie recunoscute atunci când implementați dispozitive cu laser în compania dvs., adică aspecte legate de laser în sine, selecția și posibilitățile sale, aspecte legate de mediul de lucru cu laser și evaluarea riscurilor și aspecte legate de conștientizarea operatorilor și altor lucrători expuși la posibil contact cu fasciculul laser.
Sudarea cu laser este o metodă modernă de sudare care câștigă din ce în ce mai multă popularitate și este utilizată în multe industrii. Procesul de sudare cu laser deschide noi posibilități, nu doar în ceea ce privește eficiența (viteză și curățenie a proceselor și posibilitatea de automatizare, adică sudarea cu laser cu ajutorul unui robot), eficiență (optimizarea costurilor și proceselor), ci și în domeniul materialelor, adică sudarea elementelor de diverse forme și grosimi.
Sudarea cu laser permite unirea metalelor prin topirea zonei de contact a elementelor unite cu ajutorul unui fascicul de lumină foarte dens generat de LASER. LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) oferă o zonă de topire foarte îngustă, astfel încât deformările nu necesită tratament mecanic ulterior. Procesul de sudare cu laser se distinge prin flexibilitate ridicată, un grad înalt de control și capacitatea de a efectua procese de sudare în locuri greu accesibile. Aceste aspecte fac din sudarea cu laser cea mai rapidă tehnologie de sudare.
În funcție de puterea laserului, lungimea de undă a radiației și, implicit, posibilitatea de aplicare, laserele conform standardului EN 60825-1:2014-11/A11:2021-12 sunt împărțite într-un total de 7 clase.
![]() ![]() |
Clasa 1 și 1M: Laserele care sunt sigure în condițiile normale de operare previzibile. Intervalul de radiație: 302,5-4000nm. Laserele din clasa 1M pot fi periculoase atunci când sunt privite direct în fascicul cu ajutorul dispozitivelor de mărire. |
||
![]() |
Clasa 1C: Aceste lasere sunt utilizate în medicină și în procedurile cosmetice. Laserul proiectează fasciculul doar atunci când dispozitivul emițător (apertură) este în contact cu țesutul, cum ar fi pielea. |
||
![]() ![]() |
Clasa 2 și 2M: Laserele care emit radiație vizibilă în intervalul de lungime de undă 400-700 nm. Aceste lasere sunt complet sigure și nu necesită protecție oculară în formă de ochelari sau măști de protecție. Ochii sunt protejați natural de reacțiile de apărare instinctive, inclusiv reflexul de clipire. |
||
Atenție: Laserul din clasa 1M și clasa 2M: Acestea sunt cazuri speciale de lasere, de exemplu, lasere cu o divergență mare a fasciculului sau lasere colimate cu un diametru mare al fasciculului, pentru care lucrul nu prezintă un pericol ridicat, cu condiția să fie utilizate rațional. Singura amenințare este privitul direct în fascicul și privitul în fascicul prin intermediul dispozitivelor optice de mărire, cum ar fi lupa, binoclul, telescopul. |
|||
![]() |
Clasa 3R: Acestea generează radiație vizibilă și invizibilă în intervalul de lungime de undă de până la 302,5-106 nm. Riscul de leziuni oculare este scăzut, totuși laserul poate fi periculos atunci când este privit direct în fascicul sau prin intermediul dispozitivelor de mărire. Nu există riscul de leziuni ale pielii. |
||
![]() |
Clasa 3B: Laserul emite radiație vizibilă sau invizibilă. Privirea directă a fasciculelor laser sau observarea lor cu ajutorul instrumentelor optice este interzisă. Privirea fasciculului este permisă atunci când este reflectat de suprafață, cu condiția ca distanța să nu fie mai mică de 13 cm și timpul de privire să fie mai mic de 10 secunde. Utilizarea ochelarilor sau măștilor de protecție este obligatorie. Laserele cu putere de ieșire apropiată de clasa superioară 3B pot provoca și arsuri la nivelul pielii. Lucrul cu laserele din această clasă este posibil doar după finalizarea cu succes a instruirii privind sănătatea și siguranța la locul de muncă. |
||
![]() |
Clasa 4: Lasere periculoase. Datorită puterii fasciculului, acestea pot produce reflexii difuze, cauza leziuni sau carbonizarea pielii, prezintă riscul orbirii și pot provoca incendii. Este necesară o atenție deosebită la lucrul cu un laser din clasa 4, de aceea se recomandă efectuarea instruirii privind sănătatea și siguranța la locul de muncă referitoare la utilizarea dispozitivului de către producător sau distribuitor înainte de începerea lucrului cu un dispozitiv de această putere. |
||
Industria utilizează lasere de mare putere, adică 4 clase de lasere. În afară de împărțirea în clase, laserele pot fi, de asemenea, grupate în funcție de o serie de alte caracteristici, cum ar fi tipul de rezonator, tipul de lucru sau mediul de amplificare a fasciculului.
Pentru sudarea cu laser se utilizează mai multe tipuri de lasere:
| Tip de mediu de amplificare a fasciculului laser | Tip | Lungime de undă | Emitere |
|---|---|---|---|
| Gaz | CO2 | 10.6μm | Continuu sau pulsat |
| Solid | YAG (Granat de aluminiu şi ytriu) | 10.6μm | Continuu sau pulsat |
| YVO4 (Orthovanadate Yttrium) | 10.6μm | Pulsat | |
| Ruby | 694,3nm | Continuu | |
| Fibră optică | Fibră optică Yb | 980 - 1100nm | Continuu sau pulsații ultra scurte Q-Switch |
| Semiconductor | Diodă laser | 1070nm | Continuu sau pulsat |
Fasciculul de pornire, trecând prin diferite medii de amplificare, se deplasează de la laser la piesa de lucru și este focalizat în zona de sudură. Fasciculul laser lovește suprafața metalului, topind-o și unind materialele care trebuie sudate, iar în funcție de tipul de metal și de starea suprafeței sale, poate fi reflectat.
Eficiența sudării cu laser depinde în mare măsură de posibilitatea de absorbție a energiei fasciculului laser de către suprafața elementului sudat. Prin urmare, o activitate importantă în sudarea cu laser este pregătirea corespunzătoare a suprafeței înainte de sudare, prin rugozarea sau înnegrirea acesteia pentru a minimiza reflexiile și a maximiza absorbția energiei de către elemente.
În cazul sudării tabelor subțiri de oțel cu conținut scăzut de carbon, cu grosime mai mică de 3 mm, nu este necesară protejarea băii de sudură împotriva oxidării, deoarece procesul de încălzire și răcire a materialului are loc atât de rapid încât metalul nu se va oxida. În schimb, în cazul sudării materialelor mai reactive, este necesară utilizarea unui gaz inert de protecție pentru baie și creasta îmbinării.
Sudarea cu laser poate fi realizată cu sau fără adăugarea unui material de adaos, ceea ce poate afecta nu numai aspectele economice ale sudării, ci și eficiența procesului de sudare.
Inovația sudării cu laser vă permite să conectați aproape toate metalele și aliajele acestora. Utilizarea sudării cu laser este posibilă într-o gamă largă de materiale, cum ar fi oțelurile structurale, oțeluri aliate/nealiate, duplex, metale chimic active, metale refractare, aluminiu, titan, nichel, oțeluri aliate cu carbon și magneziu.
Cele mai mari beneficii se obțin în cazul sudării pieselor sau foilor subțiri din aluminiu sau aliaje metalice utilizând sudura manuală cu laser.
Sudarea este o zonă a proceselor industriale în care riscul de deteriorare a sănătății este foarte mare din cauza expunerii ridicate la factori dăunători.
Metodele tradiționale de sudare, datorită arcului de sudură, fumului de sudură, stropilor fierbinți și riscului de șoc electric, sunt factori dăunători și se caracterizează printr-un nivel ridicat de risc, care ar trebui minimizat prin utilizarea echipamentului de protecție personală adecvat și a ventilației cu filtrare la locul de muncă, iar în cazul terților, ar trebui utilizată protecția ochilor, cum ar fi perdele sau ecrane de sudură, pentru a proteja împotriva expunerii accidentale a ochilor la arcul de sudură și pentru a minimiza riscul de arsuri cauzate de stropii fierbinți. Sudarea cu laser modernă schimbă aceste caracteristici de pericol!
Fiecare laser utilizat la stația de sudare trebuie marcat corespunzător și atribuit unei clase, ceea ce necesită utilizarea echipamentului de protecție personală adecvat și a protecției colective.
Datorită utilizării laserelor de clasă 4 în sudare, o stație de lucru cu laser corectă și în condiții de siguranță necesită o evaluare detaliată a tuturor riscurilor asociate cu funcționarea sa!
Sudarea cu laser emite o radiație optică într-un spectru larg, de la raze UV (banda sub 350 nm) la raze IR (bandă peste 1000 nm). În primul rând, este necesar să se minimizeze riscul de deteriorare a ochilor, riscul de arsuri, dar și riscul de afectare a căilor respiratorii din cauza fumului de sudură, în special în cazul sudării aluminiului și aliajelor sale, și posibilul risc de afectare a auzului.
În primul rând, există riscul de deteriorare a ochilor pentru operator și pentru terți cauzat de reflexia fasciculului laser. Camera ar trebui marcată și securizată corespunzător atât împotriva intruziunii persoanelor neautorizate, cât și împotriva pătrunderii fasciculului reflectat în afara camerei.
Principalele mijloace de protecție individuală sunt pregătirea și conștientizarea situațională a angajaților. Este necesar un sistem adecvat de pregătire nu doar pentru operatori, ci și pentru persoanele care pot fi în apropierea operațiilor cu laser.
Tabel: Rezumatul efectelor patologice ale expunerii excesive a ochilor la radiația laser
| Interval de lungimi de undă | Efectul radiației laser |
|---|---|
| Ultraviolet C 100-280nm | Daune inflamatorii la nivelul corneei |
| Ultraviolet B 280-315nm | |
| Ultraviolet A 315-400nm | Cataractă fotochimică, daune fotochimice și termice la nivelul retinei. |
| Visible 400-780nm | |
| Infrared A 780-1400nm | Cataractă, arsură retiniană |
| Infrared B 1400-3000nm | Cataractă, încețoșare corneană, arsură corneană |
| Infrared C 3000nm - 1mm | Arsură corneană |
Sursa: Caracteristici spectroscopice și de rezistență ale filtrelor de protecție anti-laser: Zygmunt Mierczyk, Mirosław Kwaśny, Jadwiga Mierczyk, Jan Kubicki |
|
Tabel: Cerințe și recomandări de bază pentru utilizatorii dispozitivelor laser
| Cerințe și recomandări | Clasa laserului | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Clasa 1 | Clasa 1M | Clasa 2 | Clasa 2M | Clasa 3R | Clasa 3B | Clasa 4 | |
| Numirea unui inspector de siguranță a laserului | +1) | + | + | ||||
| Conectorul de întrerupere la distanță | + | + | |||||
| Control prin cheie | + | + | |||||
| Oprire a fasciculului sau atenuator | + | + | |||||
| Avertisment privind emisia de radiație laser | +1) | + | + | ||||
| Etichete de avertizare | + | + | |||||
| Obturatoare laser | + | + | + | ||||
| Evitarea reflexiilor specular | + | + | + | ||||
| Utilizarea protecției oculare | +2) | +2) | |||||
| Utilizarea îmbrăcămintei de protecție | +3) | +3) | |||||
| Instruirea angajaților în domeniul lucrului în condiții de siguranță cu lasere | + | + | + | ||||
Sursa: CIOP.pl |
|||||||
|
1) Necesară doar atunci când radiația este emisă în afara intervalului vizibil 2) Necesară în cazul depășirii valorilor MPE* în zona expunerii la radiația laser 3) Necesară în cazul în care radiația laser creează un pericol potențial *MPE - Maximum Permissible Exposure (Expoziție Maximă Permizibilă) |
|||||||
Valorile pentru expunerea maximă permisibilă (MPE) la radiația optică sunt prevăzute în Partea D a Anexei 2 "Listă a nivelurilor maxime permise ale factorilor fizici dăunători sănătății în mediul de lucru" la Regulamentul Ministrului Familiei, Muncii și Politicii Sociale din 12 iunie 2018 privind concentrațiile și intensitățile maxime permise ale factorilor dăunători sănătății în mediul de lucru.
Caracteristicile de risc asociate sudării cu laser impun angajatorilor utilizarea unor măsuri de protecție individuale și colective, precum și formarea în domeniul sănătății și securității în muncă. Cu toate acestea, aceste cerințe nu diferă semnificativ de cerințele de sănătate și securitate pentru o stație de sudură tradițională.
Protecția împotriva fasciculului laser nu ar trebui subestimată. Tabelul menționat anterior referitor la efectele expunerii excesive a ochilor la radiația laser nu înseamnă că doar ochii sudorului sunt expuși la daune. În funcție de durata expunerii la fasciculul laser, poate apărea și deteriorarea țesutului pielii și chiar arsuri severe. Merită abordată protecția individuală într-un mod cuprinzător.
Pentru a asigura protecția adecvată a vederii operatorului, este necesar să se furnizeze ochelari sau ochelari de protecție cu lentile echipate cu filtre de atenuare selectivă.
Conform standardului, ochelarii de protecție anti-laser ar trebui utilizați de către orice persoană care lucrează cu un laser de clasă 1M, 3R, 3B și 4 (PN-EN 207: 2017-07) sau care se află în apropierea acestuia.
Atenție: Datorită posibilității expunerii la fasciculul reflectat, vă recomandăm să utilizați protecție completă a ochilor și a feței sub formă de căști de sudură cu filtre adecvate pentru a preveni leziunile oculare cauzate de pătrunderea fasciculului laser în ochi printr-o zonă neprotejată.
În momentul selectării filtrelor pentru protecția împotriva radiației laser, luați în considerare următoarele aspecte:
Ochelarii de protecție buni pentru laser ar trebui să aibă marcaje care să indice intervalele de radiație, tipurile de laser și gradul de protecție pe care îl asigură.

Pentru a alege corect, este recomandat să utilizați tabelul de selecție a filtrelor, având în vedere parametrii laserului.
Verificați densitatea maximă a fasciculului laser (putere / energie a laserului) pentru a determina clasa necesară de protecție LB pentru filtru, apoi selectați ochelarul sau ochelari de protecție cu clasa corespunzătoare de protecție pentru intervalul indicat de radiație laser.
| Interval | Tip | LB1 | LB2 | LB3 | LB4 | LB5 | LB6 | LB7 | LB8 | LB9 | LB10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 180-315nm | D | 0,01 | 0,1 | 1 | 10 | 10^2 | 10^3 | 10^4 | 10^5 | 10^6 | 10^7 |
| I,R | 3x10^2 | 3x10^3 | 3x10^4 | 3x10^5 | 3x10^6 | 3x10^7 | 3x10^8 | 3x10^9 | 3x10^10 | 3x10^11 | |
| M | 3x10^11 | 3x10^12 | 3x10^13 | 3x10^14 | 3x10^15 | 3x10^16 | 3x10^17 | 3x10^18 | 3x10^19 | 3x10^20 | |
| 315-1400nm | D | 10^2 | 10^3 | 10^4 | 10^5 | 10^6 | 10^7 | 10^8 | 10^9 | 10^10 | 10^11 |
| I,R | 0,05 | 0,5 | 5 | 50 | 5x10^2 | 5x10^3 | 5x10^4 | 5x10^6 | 5x10^7 | ||
| M | 1,5x10^-3 | 1,5x10^-2 | 0,15 | 1,5 | 15 | 1,5x10^2 | 1,5x10^3 | 1,5x10^4 | 1,5x10^5 | 1,5x10^6 | |
| 1400nm-1μm | D | 10^4 | 10^5 | 10^6 | 10^7 | 10^8 | 10^9 | 10^10 | 10^11 | 10^12 | 10^13 |
| I,R | 10^3 | 10^4 | 10^5 | 10^6 | 10^7 | 10^8 | 10^9 | 10^10 | 10^11 | 10^12 | |
| M | 10^12 | 10^13 | 10^14 | 10^15 | 10^16 | 10^17 | 10^18 | 10^19 | 10^20 | 10^21 | |
Legendă: D - undă continuă (W/m2); I - laser pulsat (J/m2); R - laser pulsat de putere înaltă (J/m2); M - laser modulat (W/m2) | |||||||||||
Nu trebuie uitat faptul că în timpul sudurii cu laser de clasă 4, nu doar ochii operatorului / sudorului sunt expuși la deteriorare, ci și pielea, inclusiv pielea feței. Expunerea directă la fasciculul laser, adesea invizibil cu "ochiul liber", poate carboniza țesutul pielii. Pentru a reduce riscul, utilizați măști de sudură și căști de sudură cu un filtru selectat corespunzător.
Este important să se asigure echipament de protecție adecvat pentru brațe și mâini, fabricat din materiale non-flamabile și flexibile, care permit sudorului să opereze în mod liber și confortabil la aparatul de sudură cu laser. Sudorul trebuie să fie echipat cu mănuși certificate, având o marcă specială.
Mănușile de sudură, în conformitate cu standardul EN 388, trebuie să protejeze utilizatorul împotriva factorilor mecanici, dar și să protejeze mâinile și încheieturile împotriva stropilor de metal lichid, arsurilor și radiațiilor UV conform standardului EN 407. Standardul introduce o divizare a mănușilor în funcție de proprietățile lor de protecție și de dexteritate.
Mănușile pentru sudura cu laser trebuie alese cu atenție, ținând cont de puterea laserului și de piesele care urmează să fie sudate.
În timpul sudurii cu laser, în special la sudarea aluminiului și a aliajelor sale, pot fi generate gaze de sudură dăunătoare pentru sănătate. Baza este filtrarea corespunzătoare a stației de sudură, posibil prin utilizarea semi-măști cu filtre intershimbabile sau absorbanțe de gaz de tip A2. Cu toate acestea, cea mai bună alternativă ar fi combinarea protecției ochilor și a feței cu protecția respiratorie și utilizarea unui măști de sudure cu un filtru adecvat și un flux de aer pozitiv.
În funcție de dispozitiv și de nivelul sonor al acestuia, există un risc de deteriorare a auzului. Se recomandă, în cazul în care există un astfel de risc, utilizarea dopurilor auditive, a căștilor de protecție pasive sau a căștilor de protecție active pentru a crește gradul de conștientizare a angajaților în situații de lucru. Deteriorarea permanentă a celulelor nervoase cauzată de zgomot poate avea consecințe ireversibile.
În ciuda faptului că sudorii nu sunt expuși la stropii de sudură, deoarece sudura cu laser este un proces mai curat decât sudura tradițională, merită să le furnizăm operatorilor echipament de protecție suplimentar, cum ar fi îmbrăcăminte de sudură ușoară și non-flamabilă, adică o jachetă de sudură și pantaloni de sudură, precum și încălțăminte de siguranță cu vârf de protecție.
Pe lângă protecția personală, trebuie depuse eforturi și pentru a proteja corespunzător mediul din jurul stației de sudură cu laser și încăperea în care se desfășoară sudura.
Datorită riscului de reflexie a fasciculului laser, angajatorul trebuie să țină cont și de siguranța celorlalți. Emisia de radiații optice, atât ultraviolete (UV), vizibile (VIS) cât și infraroșii (IR), creează un risc pentru angajați nu doar în încăperea de sudură cu laser, ci și în afara acesteia. Identificarea corectă a pericolelor ar trebui să fie punctul de plecare pentru stațiile de sudură cu laser nou create.
În timp ce echipamentele de sudură cu laser pot prezenta riscuri clar definite, descrise în manualul de securitate și sănătate în muncă al dispozitivului, fiecare stație de sudură, fiecare încăpere poate fi diferită în funcție de numărul de suprafețe vitrate, volumul, starea pardoselii, modul de finisare a pereților, intrările și ieșirile din încăpere.
Prin urmare, fiecare stație și încăpere ar trebui să fie supuse unei auditări de securitate pentru a determina riscul și regulile de siguranță corespunzătoare.
Încăperea și stația de lucru ar trebui să fie clar separate, marcate cu semne de siguranță și să aibă semnalizare a procesului de sudură cu laser în desfășurare, informând astfel despre potențialele pericole.
Stația de lucru ar trebui să fie echipată cu instrucțiuni pentru utilizarea sigură a dispozitivului cu laser și instrucțiuni de sănătate și securitate.
Sudura cu laser poate fi efectuată numai de un operator calificat.
Punerea în funcțiune a aparatului de sudură cu laser ar trebui să fie asigurată cu o cheie sau alt mecanism de autorizare a accesului.
Încăperea ar trebui să fie finisată într-un mod care minimizează posibilitatea de reflexie a fasciculului laser, de exemplu, vopsele mate, sticlă mată sau pardoseală de beton, și minimizează riscul de incendiu.
Încăperea ar trebui să fie echipată cu un stingător de incendiu sau un sistem de informare despre incendiu.
Încăperea ar trebui să fie adecvat ventilată, adică să fie prevăzută cu un sistem de filtrare eficient și sigur.
Încăperea ar trebui să împiedice răspândirea fasciculului laser dincolo de ea. Toate suprafețele vitrate ar trebui să fie protejate cu perdele sau ecrane de sudură.
Intrările și ieșirile ar trebui să prevină scăparea accidentală a fasciculului laser reflectat în afara încăperii.
Intrările ar trebui să prevină accesul neautorizat.
Formarea periodică a angajaților și creșterea conștientizării și responsabilității în ceea ce privește siguranța individuală și colectivă.
Luați în considerare necesitatea de a numi un inspector de siguranță pentru laser care va verifica siguranța stației de sudură cu laser, va defini regulile de sănătate și siguranță și va supraveghea respectarea acestora.
În această secțiune, vom încerca să oferim răspunsuri suplimentare la cele mai frecvente întrebări despre sudarea cu laser.
În plus față de licențele standard de sudură pentru metodele de sudare selectate, este necesar să urmați instruire în utilizarea dispozitivului și instruire în sănătate și siguranță pentru stația de sudură cu laser. În prezent, nu există alte licențe sau certificate necesare pentru sudura cu laser.
Nu există un răspuns clar la această întrebare, deoarece masca de protecție ar trebui să aibă filtre adecvate care să ofere protecție corespunzătoare puterii și distanței de emisie a aparatului de sudare cu laser. Cu toate acestea, ceea ce este crucial pentru mască de sudură este să protejeze sudorul de fasciculul reflectat.
Sudarea cu laser este o specializare de nișă, dar poți găsi școli de sudură care oferă deja instruire în sudura cu laser. Cu toate acestea, merită să obții mai întâi câteva calificări de bază în sudură pentru a înțelege mai bine procesul de unire a metalelor folosind căldura.
Da, dacă o abordăm în mod înțelept, adică utilizăm echipament de protecție personală adecvat și respectăm regulile de sănătate și siguranță la locul de muncă.
Copyright 2023: RYWAL Romania