Manténgase seguro con la soldadura láser manual

En esta configuración, el operador de soldadura láser usa guantes, mangas largas, pantalones largos, un casco con un lente que tiene un vidrio seguro para láser y (para redundancia) anteojos de seguridad láser debajo. Fotónica IPG

Los videos en línea han sido tanto una bendición como una maldición para la tecnología de soldadura láser manual. Los videos difunden lo bien que puede soldar el láser de fibra, incluso cuando se manipula a mano. Algunos de los láseres de fibra monomodo más recientes permiten a los soldadores soldar en forma de ojo de cerradura en una placa de 0.25 pulgadas en tiempo récord. En muchos casos, el acabado posterior a la soldadura puede ser cosa del pasado.

Por otro lado, algunos videos muestran el uso de pistolas de soldadura láser en el taller junto a las celdas de soldadura MIG y TIG, a veces detrás de cortinas de soldadura, otras veces completamente al aire libre. Se ponen gafas de seguridad láser, pero eso es todo. Nunca sabría que están operando un láser de fibra de 1.5 kW y 1 µm de longitud de onda, los mismos fabricantes de láseres de clase 4 que los fabricantes de láseres de todo el mundo han instalado para cortar: solo los rayos láser dentro de las máquinas de corte funcionan dentro de un recinto detrás de un vidrio seguro para láser.

La calidad de la soldadura láser manual es innegable, al igual que su velocidad. Algunos sistemas incluso cuentan con un modo de pulso con una potencia promedio más baja, para reducir la velocidad de alimentación y, a veces, replicar el aspecto de soldadura TIG de pila de monedas de diez centavos, si lo desea. Para muchos, los beneficios de productividad y calidad de la tecnología son demasiado grandes como para ignorarlos, especialmente considerando la aparentemente interminable escasez de mano de obra calificada.

Pero luego están esos videos en línea de todo el mundo que demuestran la soldadura láser manual, al aire libre o simplemente detrás de algunas cortinas de soldadura diseñadas para la soldadura por arco. Son fascinantes de ver, pero para quienes están familiarizados con los protocolos de seguridad del láser de fibra, es un poco aterrador verlos.

“Están ignorando cualquier preocupación por la seguridad de los operadores y transeúntes”, dijo Daniel Earley, gerente de productos LightWELD en IPG Photonics Corp., Marlborough, Massachusetts. “Eso no es bueno para la industria en general. Tenemos un enfoque múltiple de la seguridad. Capacitamos a nuestros socios de ventas y otras subsidiarias y a nuestros usuarios finales sobre lo que se espera en términos de seguridad y los estándares que se aplican. Y trabajamos con nuestros socios comerciales para brindar una solución de seguridad total”.

Está creciendo un nuevo mercado de productos de protección para soldadura láser manual. A medida que más personas que siguen las mejores prácticas de seguridad adoptan la tecnología, un buen historial de seguridad ampliará a su vez la adopción de la soldadura láser manual. Ese es un objetivo que comparten tanto los proveedores de equipos como los fabricantes de metal.

No solo otra cabina de soldadura

Con la soldadura láser manual, como con cualquier tecnología de fabricación, el fabricante tiene la responsabilidad de proporcionar un entorno de trabajo seguro para los empleados. El objetivo es garantizar que todos puedan identificar y respetar los peligros, lo que requiere educación, especialmente para operaciones que nunca antes han utilizado láseres industriales de ningún tipo.

Un taller de soldadura conoce la seguridad de la soldadura por arco, por lo que configura la celda de soldadura láser manual de manera similar. El operador de soldadura láser manual retira las cortinas de seguridad (diseñadas para soldadura por arco, no para luz láser de 1 µm), se pone gafas de seguridad láser y se pone a trabajar. Después de todo, el proceso no es llamativo, como una soldadura por arco o un corte por plasma. La luz parece contenida, las chispas y los humos son mínimos. ¿Cuál es la preocupación?

“La gente no puede ver la luz láser de 1 µm”, dijo Rich Greene, especialista en seguridad láser de Kentek Corp., Boscawen, New Hampshire, y agregó que esta invisibilidad presenta una serie de peligros para los desprevenidos y desprotegidos. “Uno nunca quiere entrar a la celda de soldadura láser sin ningún equipo de protección puesto. El haz puede impactar especialmente en la retina. Las lesiones en la retina son algunas de las peores a las que puede estar expuesto. Si se golpea el nervio óptico o la mácula, se acabó el juego”.

Agregó que algunos sistemas tienen ciertas protecciones diseñadas en la máquina. LightWELD de IPG, por ejemplo, tiene un enclavamiento eléctrico de contacto parcial que apaga la potencia del láser si el cabezal de soldadura no está en contacto con las piezas soldadas. También tiene un enclavamiento de fibra que corre a lo largo del umbilical hasta el cabezal de soldadura; si se daña, el módulo láser se apaga.

Este gabinete cuenta con vidrio resistente al láser y una puerta con un dispositivo de seguridad. Si alguien abre la puerta mientras el operador está soldando, el sistema se apaga. Corporación Kentek.

Como explicó David Fisher, director sénior de marketing global de IPG: “Este es un proceso nuevo para los soldadores tradicionales. Han estado haciendo MIG y TIG durante años y conocen las precauciones de seguridad. Crecieron haciéndolo. En la transición a la soldadura láser manual, el mayor problema es que muchas personas no entienden que la luz láser utilizada en el proceso es invisible para el ojo humano. Como no lo ven, asumen que no está allí”.

Medidas de seguridad para la soldadura láser a mano

Los equipos de salvaguardia y protección personal, desde recintos entrelazados con vidrio seguro para láser, anteojos de seguridad para láser y cascos de soldadura especializados, se están adaptando al mercado de la soldadura láser manual. Todo ello diseñado para permitir que los fabricantes operen los sistemas de manera segura y cumplan con ANSI Z136.1, Uso seguro de láseres, un estándar reconocido por OSHA.

Earley describió la mitigación de la seguridad de la soldadura láser manual utilizando dos escenarios, el mejor y el peor. “En el mejor de los casos, la luz dispersada o difusa se esparce en el hemisferio alrededor del proceso. Sin embargo, al realizar sus cálculos para la evaluación y mitigación de riesgos, recomendamos considerar el peor de los casos, que se denomina reflexión especular, que es una reflexión directa de la energía del láser. Entonces, la principal mitigación para esto es crear un área controlada por láser para minimizar el riesgo para los transeúntes. También debe asegurarse de que el operador use el equipo de protección personal adecuado. La mejor forma en que podemos comunicar esto es demostrar cuáles son nuestras recomendaciones cuando mostramos la tecnología en una exhibición”.

Esto incluyó FABTECH 2022. En la feria de Atlanta en noviembre, los puestos de demostración de IPG mostraron no solo el proceso en acción, sino también lo que la empresa considera las mejores prácticas de seguridad. El piso de la cabina no tenía alfombras ni nada inflamable, y sus cuatro paredes tenían vidrio resistente al láser que protegía a los espectadores. “Teníamos un techo en el recinto para mitigar cualquier reflejo perdido”, dijo Earley, “y las puertas tenían enclavamientos. Abrirlos inmediatamente deshabilitó el láser”.

Los soldadores láser usaban guantes y una chaqueta que les cubría las extremidades. No solo usaban anteojos de seguridad para láser, sino también un casco de soldadura con vidrio de seguridad para láser en la lente. “Hay vidrio seguro para láser en las gafas de seguridad y el casco, pero le recomendamos que use ambos”, dijo Earley, y agregó que la disposición brinda protección ocular redundante y protege contra chispas y otros peligros.

“Recomendamos guantes de cuero, mangas largas, pantalones largos y botas”, dijo Earley, y agregó que, aunque la soldadura por láser parece una soldadura relativamente “dócil”, “todavía existe la posibilidad de que salten chispas”.

Al igual que la soldadura por arco, la soldadura láser manual también produce humos de soldadura y la extracción local de humos es ideal. Los fabricantes pueden comunicarse con expertos para evaluar los humos generados en su taller específico, pero como explicó Greene, a menudo es más fácil instalar la extracción de humos local por defecto, tanto por seguridad como por comodidad del trabajador.

“Si no tiene a alguien que sepa exactamente el tipo de humos y contaminantes en el aire que está generando, entonces realmente no lo sabe”, dijo. "Es mejor prevenir que lamentar, por lo que recomendamos utilizar la extracción de humos de forma predeterminada".

Sea proactivo

Los talleres que emplean corte por láser y tal vez incluso soldadura láser robótica saben todo acerca de la necesidad de tener oficiales de seguridad láser (LSO) capacitados, pero el concepto LSO puede ser nuevo para un taller de soldadura que realiza su primera compra de láser industrial. “El estándar ANSI establece que cualquier organización que opere un láser Clase 3B o Clase 4 debe tener un oficial de seguridad láser”, dijo Greene, “y las máquinas láser manuales para soldar son láseres Clase 4”.

Al tomar un curso de capacitación, en línea o en el aula, los oficiales de seguridad láser aprenden las diferentes clases de láseres, los peligros y los métodos de mitigación y prevención, incluidas las medidas de seguridad y señalización requeridas.

Un asistente prueba la soldadura láser en FABTECH 2022 en Atlanta. Todos en el recinto hermético a la luz usan mangas largas, guantes, un casco especial para soldar con una lente de vidrio resistente al láser, así como gafas de seguridad láser debajo.

“El oficial de seguridad láser es la persona administrativa y supervisa el programa de seguridad del láser para garantizar que se implementen las medidas de control”, dijo Greene. “Pero los usuarios finales también requieren capacitación, no tan profunda como la que el oficial de seguridad láser requiere, pero deben comprender con qué están trabajando y las implicaciones de seguridad. La capacitación les ayuda a mostrar respeto por un sistema que podría dañar sus ojos o su piel”.

Esa capacitación también incluye conceptos básicos de protección. Como explicó Greene, el estándar ANSI describe tres niveles de entrada a un área de uso de láser Clase 4. El objetivo es separar el resto de la planta de la zona de peligro nominal difusa del rayo láser. La primera es la entrada con enclavamiento no anulable. Nuevamente, cuando alguien abre la puerta, el equipo se apaga inmediatamente.

“Luego está la entrada derrotable”, dijo Greene. “Todavía hay un interbloqueo, pero puede omitir el interbloqueo con un código de teclado o deslizar una tarjeta para ingresar temporalmente a un área sin interrumpir el trabajo”.

El tercer escenario implica una entrada sin enclavamiento en la puerta. “En este caso, hay controles de procedimiento”, dijo Greene. “Esto implica capacitación y puede incluir una barrera en la entrada, requisitos de PPE, señales de advertencia y una luz afuera de la puerta que indica que hay un láser operando dentro del área”.

Greene agregó que la protección para cumplir con los estándares mínimos establecidos por ANSI Z136.1 realmente no debería ser el objetivo. Sí, los inspectores de OSHA conocedores de las normas de seguridad láser se referirán a Z136.1, solicitarán ver los registros de capacitación y se asegurarán de que lo que ven cumpla con el estándar, pero también pueden recurrir a la cláusula de deber general que establece que los empleadores son responsables de proteger a sus empleados de los peligros conocidos. “Y los láseres”, dijo Greene, “son un peligro conocido”.

Aun así, los peligros, cuando se manejan adecuadamente, no tienen por qué ser inseguros. “Realmente se trata de correr la voz y educar a todos, incluidos los distribuidores y usuarios finales, sobre la importancia de la seguridad de la soldadura láser manual”, dijo Greene. “Con la capacitación y las garantías adecuadas, es un proceso muy seguro”.

Earley agregó que los fabricantes no deben establecer su barra de seguridad en los requisitos mínimos, sino comenzar con un estudio de la aplicación, incluido el tamaño promedio de las piezas de trabajo y las posiciones de soldadura que los operadores probablemente usarán. “Hemos aplicado nuestras mejores prácticas recomendadas utilizando el estándar de seguridad láser Clase 4 estándar. Y, en general, eso sugiere que debe implementar un área completamente controlada en la instalación para soldadura láser y designar a un oficial de seguridad láser que pueda ayudar a realizar evaluaciones de riesgos y recomendar la mitigación de peligros potenciales”.

Es un momento de transición, ya que los primeros usuarios llevan la soldadura láser manual al taller. Las percepciones son amplias, pero nadie puede negar que el láser de fibra ha ingresado al ámbito manual y la aceptación del mercado está creciendo. Idealmente, a medida que la tecnología se difunde, también deberían hacerlo las mejores prácticas en seguridad.

“Aconsejamos que antes de comprar un sistema, tenga un plan de seguridad”, dijo Earley. “No haga la inversión, acepte la entrega y luego trabaje en la seguridad como una idea de último momento. Considere la seguridad como parte de su inversión general”.