Einrichtung eines sicheren Arbeitsplatzes für Laserstrahlschweißen

Der Arbeitsbereich um ein handgeführtes Laserschweißsystem birgt Gefahren, die weit über den unmittelbaren Schweißpunkt hinausgehen. Laserstrahlen und ihre Reflexionen können sich durch einen Raum ausbreiten, durch Türöffnungen dringen und Personen verletzen, die nicht an den Schweißarbeiten beteiligt sind. Die Einrichtung eines fachgerecht kontrollierten Laserschweißarbeitsbereichs – bevor das System zum ersten Mal in Betrieb genommen wird – ist eine der wichtigsten Sicherheitsmaßnahmen, die ein Unternehmen ergreifen kann. Dieser Leitfaden behandelt die Anforderungen an die Einrichtung des Arbeitsbereichs für handgeführte Laserschweißsysteme.

Der Laserkontrollierter Bereich (LCA)

Für jeden Laserschweißvorgang, einschließlich Vorführungen, muss ein ausgewiesener laserkontrollierter Bereich (LCA) vorhanden sein. Der LCA ist die physische Zone, in der der Laser betrieben wird und in der die Lasersicherheitsmaßnahmen durchgesetzt werden. Jeder, der den LCA betritt, unterliegt den vollständigen PSA- und Sicherheitsvorschriften, die für die Betriebswellenlänge und Leistungsklasse gelten.

Ein LCA sollte Folgendes enthalten:

• Lichtdichtes Gehäuse — Der LCA sollte mit laserblockierenden Paneelen umschlossen werden, die das Austreten von Strahl und Reflexion verhindern. Wände, Trennwände und Vorhänge innerhalb der LCA müssen aus lasersicheren Materialien gefertigt sein, die direkten und reflektierten Strahlen bei der Betriebswellenlänge und -leistung standhalten können.
• Verriegelte Zugangstür — Die Zugangspunkte zum LCA müssen mit Verriegelungen ausgestattet sein, die den Laser automatisch abschalten, wenn die Tür während des Betriebs geöffnet wird. Dies verhindert, dass unbefugtes Personal ohne Vorwarnung eine aktive Laserzone betritt.
• „Laser Ein“-Warnsignal — Ein deutlich sichtbares Warnschild oder eine Warnleuchte mit der Aufschrift „Laser Ein“ muss aktiv sein, sobald das Lasersystem mit Strom versorgt ist und Laserstrahlen aussenden kann.

Warnschilder und Etiketten

Im gesamten Kontrollbereich müssen Warnschilder für Laserstrahlung angebracht werden, insbesondere an allen Ein- und Ausgängen. Zu den Anforderungen gehören:

• Halten Sie alle Warnetiketten an der Ausrüstung jederzeit intakt und gut sichtbar. Laserwarnschilder dürfen nicht abgedeckt, entfernt oder beschädigt werden.
• Bringen Sie an allen Eingangspunkten zum LCA Warnschilder für Laser an, die deutlich auf das Vorhandensein und die Klasse des in Betrieb befindlichen Lasers hinweisen.
• Die Schilder müssen der einschlägigen Norm für Laserwarnschilder (ISO 11553-1 und den jeweils geltenden nationalen Normen) entsprechen.
• Temporäre LCA für Demonstrationszwecke oder Baustellenarbeiten müssen die gleichen Warnschilder tragen wie permanente Installationen.

Barrieren und Strahlstopp

Physische Barrieren erfüllen zwei Funktionen: Sie verhindern, dass der Laserstrahl oder seine Reflexionen den LCA verlassen, und sie hindern unbefugtes Personal am Betreten der Gefahrenzone.

• Schutzbarrieren und Fenster im Schweißbereich müssen aus laserfesten Materialien bestehen, die darauf getestet wurden, direkte und reflektierte Strahlen bei der Betriebswellenlänge auszuhalten.
• Identifizieren Sie Oberflächen innerhalb und angrenzend an die LCA, die gefährliche Reflexionen verursachen könnten – polierte Metalle, Glas, Spiegel und ähnliche Oberflächen sollten entfernt oder abgeschirmt werden.
• Nicht-reflektierende, laser-absorbierende Strahlfänger sollten an allen Stellen positioniert werden, die der Strahl bei Fehlausrichtung erreichen könnte.

Sicherheitsverriegelungen

Moderne Laserstrahlschweißsysteme verfügen über mehrere Sicherheitsverriegelungen, die eine versehentliche oder unbefugte Laseremission verhindern sollen. Diese Komponenten müssen vor dem Betrieb überprüft werden und dürfen niemals umgangen werden:

• Schlüsselschalter — sichert die Ausrüstung und verhindert unbefugte Nutzung. Der Schlüssel muss entfernt und sicher verwahrt werden, wenn das System unbeaufsichtigt ist.
• Notstopp-Taste — stoppt sofort die Laseremission. Notstopp-Positionen müssen klar gekennzeichnet und für alle Personen im LCA zugänglich sein.
• Externe Verriegelungsschnittstelle — Das System kann mit externen Verriegelungsvorrichtungen, wie z. B. Türkontakten, verbunden werden, die den Laser automatisch abschalten, wenn eine nicht autorisierte Person den LCA betritt.

Vor jedem Betriebsvorgang sicherstellen, dass alle Sicherheitsverriegelungen der Maschine ordnungsgemäß funktionieren. Etwaige Verriegelungsfehler müssen behoben werden, bevor das System in Betrieb genommen wird. Verriegelungen oder Sicherheitsmechanismen dürfen unter keinen Umständen umgangen werden.

Belüftung

Beim Laserschweißen entstehen Dämpfe und Gase aus dem Grundmaterial, dem Zusatzdraht (falls verwendet), Beschichtungen, Farben und chemischen Reaktionen im Schmelzbad. Diese müssen aus dem Laserbereich abgesaugt werden, um die Bediener und Personen in der Umgebung zu schützen.

• Stellen Sie vor Beginn jeder Laserstrahlschweißoperation sicher, dass die Belüftungs- und Rauchabsaugungsanlage betriebsbereit ist.
• Das Absaugsystem muss in der Lage sein, den Rauch direkt an der Entstehungsquelle abzusaugen – eine allgemeine Umgebungsbelüftung allein reicht beim Laserstrahlschweißen nicht aus.
• Es sollte eine regelmäßige Luftüberwachung durchgeführt werden, um den Rauch im Schweißbereich zu ermitteln und sicherzustellen, dass die Absaugung effektiv ist.
• In beengten Räumen oder Bereichen mit eingeschränkter Belüftung ist zusätzlich zur Rauchabsaugung ein Atemschutz erforderlich.

Sauberkeit des Arbeitsbereichs

• Halten Sie den Arbeitsbereich frei von Unordnung, insbesondere von brennbaren Materialien, die durch den Laserstrahl oder reflektierte Energie entzündet werden könnten.
• Entfernen oder schirmen Sie alle reflektierenden Oberflächen ab, die nicht Teil des Werkstücks sind.
• Reinigen Sie Schrottkisten, Sammelbehälter und Staubabscheiderboxen täglich. Metallstaub aus dem Laserstrahlschweißen kann, wenn er sich ansammelt, Brand- und Explosionsgefahren darstellen.

Checkliste vor dem Betrieb

Vor Beginn jedes Laserstrahlschweißvorgangs führen Sie die folgenden Prüfungen durch:

• Überprüfen Sie alle Systemkomponenten auf sichtbare Schäden.
• Vergewissern Sie sich, dass der Laser kalibriert und richtig ausgerichtet ist.
• Vergewissern Sie sich, dass die gesamte persönliche Schutzausrüstung (Laserhelm, Schutzbrille, Schweißerschutzkleidung, Schutzhandschuhe) verfügbar und in gutem Zustand ist.
• Stellen Sie sicher, dass die Lüftungsanlage in Betrieb ist.
• Prüfen Sie, ob alle Sicherheitsverriegelungen funktionieren.
• Prüfen Sie, ob alle Sicherheitsvorhänge, Absperrungen und Strahlstopper in Position sind.
• Vergewissern Sie sich, dass an allen Zugangspunkten zur LCA Warnschilder für Laserstrahlung angebracht und gut sichtbar sind.

Abschaltverfahren

• Schalten Sie das System gemäß dem vom Hersteller vorgeschriebenen Abschaltverfahren aus.
• Stellen Sie sicher, dass die Laserstromquelle vollständig abgeschaltet ist, bevor Sie den Bereich verlassen.
• Entfernen und sichern Sie den Schlüsselschalter, um eine unbefugte Benutzung zu verhindern.
• Befolgen Sie die Sperr- und Kennzeichnungsverfahren, wenn Wartungs- oder Inspektionsarbeiten erforderlich sind.