Handmatig laserlassen: neem veiligheid serieus

Het LAC wordt regelmatig gevraagd hoe om te gaan met hoogvermogen handmatige laserlassystemen in een open omgeving in relatie tot laserveiligheid. Bij deze systemen wordt gebruik gemaakt van zogenoemde fiberlasertechnologie. Enerzijds een goede ontwikkeling, want deze technologie leent zich uitermate goed voor het laserlassen, anderzijds brengt het gebruik van deze technologie in een open ruimte zichtbare en niet direct zichtbare veiligheidsrisico’s met zich mee.

Zichtbaar en niet zichtbaar laserlicht:

Laserlicht in het algemeen is gebundeld licht dat zich bevindt in een golflengtebereik tussen de 100 nm en 1 mm. Zo zit de golflengte van een rode laserpointer, die bijvoorbeeld tijdens presentaties wordt gebruikt, in het rode zichtbare spectrum (650 nm) en een fiberlaser waarmee gelast wordt in het infrarode spectrum (1030 nm). Het infrarode spectrum waarin de fiberlaser zich bevindt betekent in tegenstelling tot de rode laserpointer dat de laserbundel waarmee gelast wordt voor het oog niet zichtbaar is. En zeker niet minder belangrijk: hetzelfde geldt voor het reflectielicht (ook wel strooilicht genoemd) dat bij het laserlassen vrijkomt. Met behulp van een infraroodcamera zijn de laserbundel en de reflecties van het laserlicht wel goed zichtbaar te maken.

Laserveiligheidsklassen:

Laserbronnen zijn ingedeeld in internationaal geldige klassen op basis van hun vermogen en het gevaar en risico op persoonlijk letsel (oog en huidschade) dat hieraan gekoppeld is. De handmatige hoogvermogen fiberlaser lasbronnen (vaak tussen de 1 kW en 2 kW) waar we in deze publicatie over spreken, vallen in veiligheidsklasse 4; de meest gevaarlijke laserklasse. Laserklasse 4 systemen zijn potentieel oog- en huidgevaarlijk, ook op grotere afstand van de laserlaspositie. Laserbronnen van veiligheidsklasse 4 mogen uitsluitend worden bediend als er gebruik wordt gemaakt van speciale beschermende uitrusting zoals huidbedekkende kleding, een laserveiligheidsbril en afscherming van het proces en reflecties voor de omgeving.

Om deze publicatie in het juiste perspectief te zetten: de hiervoor genoemde fiberlasers in het kilowatt bereik vinden ook hun inzet in bijvoorbeeld 2D vlakbedlasersnijders en gerobotiseerde laserlassystemen. Deze systemen worden altijd met een volledig omsloten omkasting geleverd vanuit het perspectief van laserveiligheid. De onveilige laser (klasse 4) wordt middels deze omkasting teruggebracht naar laserveiligheidsklasse 1. Bij deze veiligheidsklasse hoeven de bediener en mensen uit de omgeving van het proces geen additionele veiligheidsitems te dragen.

Handmatig laserlassen met de Al-Arm 450 F van Alpha Laser. (Foto: Alpha Laser)

Risico’s voor bediener en omgeving:

Om schade aan ogen en huid te voorkomen is het belangrijk dat zowel de gebruiker als de verantwoordelijke werkgever zich bewust zijn van de gevaren die kunnen ontstaan bij het gebruik van een laserlasmachine die handmatig gebruikt wordt in een open ruimte. Zowel de (directe) laserbundel waarmee gelast wordt alsook het reflectielicht/straling kan ernstig letsel aanbrengen aan ogen, huid en bloedvaten. Het reflectielicht (laserstraling) dat ontstaat tijdens het lassen kan via het werkstuk, het plafond en de wanden van de werkplaats waarin gelast wordt, 3D reflecteren in de vrije ruimte. Hierdoor komt niet alleen de bediener maar kunnen ook de in de omgeving aanwezige personen in aanraking komen met (onzichtbaar) laserlicht.

Dit reflectielicht is op dat moment misschien niet meer gefocust maar het laserlicht kan door de ooglens worden versterkt en zal dus ook bij lage intensiteiten permanente oogschade kunnen veroorzaken. Omdat het laserlicht onzichtbaar is voor de ogen is een directe reflex van oogleden niet mogelijk. Omdat de huid van een mens voor het licht van een fiberlaser transparant is kan er lichtenergie geabsorbeerd worden door het netvlies in het oog en bloed in de bloedvaten. Ditzelfde geldt voor de oogleden. Vanwege de transparantie van de huid heeft het geen zin om de oogleden te sluiten, teneinde (onherstelbare) schade aan het oog tot blindheid door laserlicht te voorkomen. Zorg daarom voor een afgeschermd proces voor de bediener maar ook voor de medewerker of bezoeker die misschien vele meters verder op staat. Want een on-gefocusseerde laserstraal reikt veel verder.

Veilig werken en veilige machines; CE en RI&E:

Door de vragen aan LAC blijkt dat er in de markt onduidelijkheden bestaan over een CE markering in relatie tot het veilig toepassen van een handmatige laserlasmachine. Dit zijn twee verschillende onderwerpen, beide met hun eigen bijbehorende verantwoordelijkheden. Een CE markering op een machine houdt namelijk niet automatisch in dat er ook veilig gebruik gemaakt wordt van deze machine. Voor de CE markering op een machine is de machinebouwer of de importeur/leverancier aansprakelijk mocht de importeur de laserlasmachine van buiten de EU geïmporteerd hebben.

Handmatige laserlasmachines met een CE-verklaring worden geacht te voldoen aan de Richtlijn arbeidsmiddelen (Arbobesluit). Veel bedrijven denken dat ze klaar zijn als ze een nieuwe laserlasmachine met een CE markering kopen. Helaas is dit niet zo, want voor bedrijven geldt namelijk ook nog een signalerende taak. De leverancier/importeur én de gebruiker hebben dus een eigen verantwoordelijkheid. Deze verantwoordelijkheden liggen echter wel in elkaars verlengde. Hoe zit het qua wetgeving en waar moet je op letten?

Algemeen:

Om de veiligheid van arbeidsmiddelen te garanderen zijn op Europees niveau richtlijnen vastgesteld. Dit zijn productrichtlijnen en gebruiksrichtlijnen. De arbeidsmiddelen moeten aan deze richtlijnen voldoen, voordat zij op de markt mogen worden gebracht. De eisen voor machines die na 31 december 1994 in de EU in de handel zijn gebracht, staan in het Warenwetbesluit Machines. Deze eisen gelden voor nieuwe machines en voor tweedehands machines die van buiten de EU zijn geïmporteerd. Onder de Europese Machine Richtlijn 2006/42/EG zijn de eisen beschreven waar ook de laserlasmachines onder vallen. De fabrikant, importeur en/of leverancier is hierbij verantwoordelijk en aansprakelijk voor een veilig product.

Verantwoordelijkheid machinefabrikant of importeur/leverancier:

De machinefabrikant en/of de leverancier/importeur van een laserlasmachine moet voor het aanbrengen van een CE markering een conformiteitsprocedure doorlopen. Die bestaat uit de volgende stappen:

• Risico’s van de machine beoordelen.
• Risicobeoordeling vastleggen in een technisch constructie dossier.
• Dit dossier moet aantonen dat de laserlasmachine in overeenstemming is met de eisen van de richtlijn. In Bijlage VII worden de documenten genoemd die minimaal aanwezig moeten zijn in het dossier, waaronder constructietekeningen, testresultaten en een beschrijving van de beschermingsmaatregelen. Ook de EG-verklaring van overeenstemming moet worden toegevoegd aan het dossier.
• Risico’s beheersen door te voldoen aan essentiële veiligheidseisen. Voorbeelden om deze eisen in te vullen zijn te vinden in Europees geharmoniseerde normen.
  Verklaring van Overeenstemming opstellen, waarin de fabrikant verklaart dat de machine veilig is en zich daaraan committeert. De fabrikant is verantwoordelijk voor de controle op de conformiteit van zijn producten aan de machinerichtlijn.
• Gebruiksaanwijzing opstellen (in de taal van het land).
• CE-markering aanbrengen op de machine.
• Deze markering bevestigt dat de machine aan de Europese Machinerichtlijn voldoet. Als alle noodzakelijke stappen met succes zijn voltooid, moet de fabrikant de CE-markering op zijn product aanbrengen. Aanwijzingen daarvoor staan in Bijlage III van de richtlijn.

Verantwoordelijkheid van bedrijven:

Veel bedrijven denken dat wanneer ze een nieuwe laserlasmachine met CE markering kopen, deze per definitie veilig is. Helaas is dat niet altijd zo. Het komt voor dat een laserlasmachine niet voldoet aan de eisen van de arbeidsomstandighedenwet en/of de machinerichtlijn. De leverancier mag namelijk zelf de CE-markering aanbrengen.
Dus als u nu een laserlasmachine wil gaan kopen en gebruiken, waar moet u als bedrijf dan op letten? Allereerst op het volgende: Voer voorafgaand aan de investering in een laserlasmachine een risico-inventarisatie en -evaluatie (RI&E) uit. Het kan zijn dat er door het plaatsen van de nieuwe machine nieuwe risico’s ontstaan. En bij levering: voldoet de leverancier met de bij levering van de laserlasmachine geleverde documenten aan de eisen uit de Europese Machinerichtlijn2006/42/EG? Mocht dit niet het geval zijn dan voldoet de laserlasmachine niet aan artikel 3a van het Nederlandse Warenwetbesluit.

Controleer bij levering in het bijzonder o.a. kritisch op de volgende documenten:

• Is er een EG-Verklaring van overeenstemming in de oorspronkelijke taal?
• Is er een EG-Verklaring van overeenstemming in het Nederlands?
• Is er een gebruiksaanwijzing in de oorspronkelijke taal?
• Is er een gebruiksaanwijzing in het Nederlands?
• Is er een volledig elektrisch schema in de oorspronkelijke taal?
• Is er een volledig elektrisch schema in het Nederlands?
• Is er een correct machineplaatje met CE-markering.
• Zijn de correcte laserwaarschuwing labels aanwezig?

Het is wettelijk verplicht om de golflengtes én optische laservermogens op laserbronnen en laserlasmachines te markeren. De bediener die zicht op het proces heeft, én alle andere aanwezigen binnen de lasergevarenafstand dienen tijdens het lassen een veiligheidsbril met speciale filterglazen te dragen. Hier dient altijd de golflengte, filtersterkte en beschadigingsdrempel in gegraveerd te zijn. Controleer ook of deze overeenkomen met de golflengte die op de laserbron vermeld staat. Een ieder in de omgeving die met een laserbundel of reflectie licht in aanraking kan komen, dient altijd eenzelfde laserveiligheidsbril als de bediener op te zetten. Controleer ook hiervan of de ingegraveerde golflengte overeen komt met de golflengte zoals deze is gemarkeerd op de laserbron. Een laserveiligheidsbril is een persoonlijk beveiligingsmiddel (PBM) en dient te voldoen aan de eisen die gesteld worden in EN207.

Het verbinden van materialen met verschillende dikten. (Foto: IPG Photonics)

En wat betreft de veiligheidscomponenten op de laserlasmachine:

Hebben deze een CE markering, zijn de technische laserveiligheidsvoorzieningen robuust, werken deze fail-safe en zijn de mensafhankelijke factoren uitgesloten? Controleer kritisch of de volgende zaken aanwezig zijn en werken:

• Interlocks
• Remote interlock connector
• Emissionindicator
• Keycontrole
• Noodstoppen
• Veiligheid en besturing niet op één controller –‘single fault condition’?
• Elektronische componenten -CE?
• Start-stop bediening – failsafe?
• Conformiteit EMC?
• Conformiteit Laagspanningsrichtlijn

Zorg vervolgens dat het proces volledig wordt afgeschermd ook wat betreft alle mogelijke (3D) reflecties in de omgeving. Het is belangrijk de risico’s (we hebben het hier ook over de niet-zichtbare gevaren) van het handmatig laserlassen in een open ruimte duidelijk in de RI&E op te nemen. Dit is de verantwoordelijkheid van het bedrijf. Middels dit document worden vervolgens passende maatregelen omschreven.

Advies:

Het advies is om veiligheid bij het handmatige laserlasproces met een fiberlaser zeer serieus te nemen. Er bestaat een internationale norm voor laserveiligheid (IEC 60825). Hierin zijn grenswaarden en berekeningen opgenomen. In Nederland zijn er dienstverleners die u kunnen helpen met de complexe wetten, eisen, normen en vragen over laserveiligheid. Zij beschikken ook over meetapparatuur die niet alleen het bundel- en het reflectielicht kunnen meten, maar deze metingen ook direct naar de grenswaarde kunnen berekenen en kunnen u helpen met het beoordelen of de machine veilig en conform CE is geleverd. Hiermee is dan direct duidelijk of de situatie in uw bedrijf veilig of potentieel onveilig is. Dus: neem laserveiligheid serieus en treed bij onduidelijkheden en vragen in contact met deskundigen!

Ard Hofmeijer, directeur LAC

Diverse aanbieders; ook IPG betreedt de markt

Er zijn verschillende aanbieders van hoogvermogen handmatige laserlassystemen. Vooral in China zitten diverse fabrikanten, maar ook het Duitse Alpha Laser produceert machines voor manueel laserlassen. En eind vorig jaar heeft ook IPG Photonics deze markt betreden met haar LightWELD.

Handmatige laserlassystemen van JQ laser, XT Laser en G. Weike Laser.

Bij een korte speurtocht op internet poppen gelijk Chinese producenten als XT Laser, Senfeng Leiming laser, JQ Laser en G. Weike Laser op. Ook worden diverse apparaten van Chinese makelij aangeboden op platforms als AliExpress en Alibaba. In de Benelux zijn enkele distributeurs actief. Zoals Lasergraaf, dat het laserlasapparaat Katia op de markt brengt. Lasermach in België is leverancier van de Wobble-Plus series en noemt de Wobble-3 fiberlaserlasmachine bijvoorbeeld ‘de moordenaar van elektrisch lassen en argonbooglassen’.

Lasermach merkt daarbij op dat de fiberlaser het snijproces voor altijd heeft veranderd en dat het lasproces het volgende is om te veranderen. Eigenlijk benadrukken alle producenten en leveranciers (veelal met video’s) de voordelen van handmatige laserlassers ten opzichte van traditionele MIG en TIG lasapparaten: ze lassen veel sneller, zijn makkelijker te leren en te bedienen en leveren consistente hoogkwalitatieve resultaten in een brede range aan materialen en diktes met lage warmte-inbreng, esthetische afwerking en minimaal of geen gebruik van lasdraad.

De Duitse producent Alpha Laser brengt de handmatige laserlasser AL-ARM 450 F op de markt, vooral voor het mobiel, snel en flexibel uitvoeren van reparatiewerk in de carrosseriebouw. Alpha Laser geeft aan veel aandacht te hebben besteed aan de veiligheid: geïntegreerde werkstukdetectie bij de AL-ARM zorgt er voor dat lassen alleen mogelijk is als de handset het werkstuk raakt. Dit voorkomt ongecontroleerde emissie van laserstraling. TÜV heeft getoetst dat dit veiligheidsconcept voldoet aan de hoge veiligheidseisen op performance level d.

Eind vorig jaar heeft ook IPG Photonics, de marktleider in hoogvermogen laserbronnen en versterkers, zich op de markt voor laserlassen met de hand gestort. IPG presenteert de productlijn LightWELD, die producenten laat profiteren van een grote flexibiliteit, nauwkeurigheid en gebruiksgemak, en benadrukt vooral het extreem kleine formaat en lage gewicht en de bijzondere luchtkoeling. Dankzij eenvoudige besturingen, inclusief 74 vooringestelde en gedefinieerde procesparameters, kunnen nieuwe lassers snel worden getraind en kunnen ze binnen enkele uren aan het werk. Het apparaat last dunne, dikke en reflecterende materialen met minimale vervorming en deformatie.